题目内容
（1）在化学反应中，随着物质的变化，化学能也发生改变，还可能伴随着不同形式的能量转化．已知：破坏1mol氢气中的化学键需要吸收436kJ能量；破坏1/2mol氧气中的化学键需要吸收 249kJ的能量；形成水分子中1mol H-O键能够释放 463kJ能量．如图1表示氢气和氧气反应过程中能量的变化，请将图中①、②、③的能量变化的数值，填在相应的横线上．①
（2）今有2H2+O2=2H2O反应构成燃料电池，则负极通的应是
（3）若把H2改为CH3OH，用KOH溶液作电解质，则负极的电极反应式：
（4）电解原理在化学工业中有广泛的应用．如图2表示一个电解池，电极材料为惰性电极，U形管装有饱和食盐水；实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中阴极上的电极反应式为
②随着气体的生成，饱和食盐水中产生了两种不同的颜色：阳极区是
③电解一段时间后取出电极，将U形管内的液体搅拌混匀，又发生了化学反应，该反应的化学方程式是
考点：原电池和电解池的工作原理
专题：
分析：（1）①2molH2和1molO2断裂化学键吸收能量，根据断裂的化学键计算；
②4moLH原子和2molO原子生成2molH2O形成4molO-H键，以此计算放出的能量；
③可根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；
（2）根据题给总反应式可知，H2在反应中被氧化，应从负极通入，又因为是KOH溶液，不可能生成H+，负极反应为2H2+4OH-=4H2O+4e-，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；以此解答该题；
（3）燃料电池中，负极发生氧化反应，甲醇在反应中发生失去电子，由于是在碱性条件下，甲醇反应后生成了碳酸根离子和水，据此写出发生的电极反应；
（4）电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，溶液中氢氧根离子浓度增大，遇到酚酞变红色，据此分析．
②4moLH原子和2molO原子生成2molH2O形成4molO-H键，以此计算放出的能量；
③可根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能计算；
（2）根据题给总反应式可知，H2在反应中被氧化，应从负极通入，又因为是KOH溶液，不可能生成H+，负极反应为2H2+4OH-=4H2O+4e-，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；以此解答该题；
（3）燃料电池中，负极发生氧化反应，甲醇在反应中发生失去电子，由于是在碱性条件下，甲醇反应后生成了碳酸根离子和水，据此写出发生的电极反应；
（4）电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，溶液中氢氧根离子浓度增大，遇到酚酞变红色，据此分析．
解答：
解：（1）①2molH2和1molO2断裂化学键吸收能量，吸收的能量为2×436kJ+2×249kJ=1370kJ，故答案为：1370；
②4moLH原子和2molO原子生成2molH2O形成4molO-H键，放出的能量为：4×463kJ=1852kJ，故答案为：1852；
③反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，则2molH2和1molO2生成2molH2O放出热量为1852kJ-1370KJ=482KJ，故答案为：482；
（2）根据反应式可知H2在反应中被氧化，O2被还原，H2应在负极发生反应，O2在正极反应；
①燃料与氧气燃烧的总化学方程式为2H2+O2=2H2O，电解质溶液呈碱性，则正极：O2+2H2O+4e-=4OH-；负极的电极方程式为2H2-4e-+4OH-=4H2O，
故答案为：H2；2H2-4e-+4OH-=4H2O；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）甲醇可用以制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极甲醇失去电子生成二氧化碳，由于电解质为氢氧化钾溶液，所以反应生成了碳酸根离子，发生的负极电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O，
故答案为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
（4）①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红，故答案为：2H++2e-=H2↑；放出气体，溶液变红；
②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，所以阳极区呈现黄绿色，阴极区为红色，
故答案为：黄绿色；红；
③电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子，Y电极上氯离子放电生成氯气，所以电池反应式为2NaCl+2H2O、
2NaOH+Cl2↑+H2↑，所以将U形管内的液体搅拌混匀发生了化学反应方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；因为NaClO有强氧化性，所以可用作消毒剂，
故答案为：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；NaClO有强氧化性．
②4moLH原子和2molO原子生成2molH2O形成4molO-H键，放出的能量为：4×463kJ=1852kJ，故答案为：1852；
③反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，则2molH2和1molO2生成2molH2O放出热量为1852kJ-1370KJ=482KJ，故答案为：482；
（2）根据反应式可知H2在反应中被氧化，O2被还原，H2应在负极发生反应，O2在正极反应；
①燃料与氧气燃烧的总化学方程式为2H2+O2=2H2O，电解质溶液呈碱性，则正极：O2+2H2O+4e-=4OH-；负极的电极方程式为2H2-4e-+4OH-=4H2O，
故答案为：H2；2H2-4e-+4OH-=4H2O；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）甲醇可用以制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极甲醇失去电子生成二氧化碳，由于电解质为氢氧化钾溶液，所以反应生成了碳酸根离子，发生的负极电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O，
故答案为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；
（4）①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红，故答案为：2H++2e-=H2↑；放出气体，溶液变红；
②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，所以阳极区呈现黄绿色，阴极区为红色，
故答案为：黄绿色；红；
③电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子，Y电极上氯离子放电生成氯气，所以电池反应式为2NaCl+2H2O、
| ||
故答案为：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；NaClO有强氧化性．
点评：本题考查学生考查反应热的计算以及电解池的工作原理知识，解答本题的关键是把握如何利用键能计算反应热，明确图中电源的正负极确定电解池的阴阳极，并熟悉电极反应及离子的放电顺序来解答，题目难度中等．
练习册系列答案
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