Question

15．第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆．汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态．
（1）混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油（以辛烷C₈H₁₈计）和氧气充分反应，生成1mol水蒸气放热569.1kJ．则该反应的热化学方程式为C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5 121.9 kJ•mol^-1．
（2）混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解质溶液．镍氢电池充放电原理示意如图1，其总反应式为H₂+2NiOOH$?_{充电}^{放电}$2Ni（OH）₂．根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH增大（填“增大”、“减小”或“不变”），该电极的电极反应式为NiOOH+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-．

（3）Cu₂O是一种半导体材料，可通过如图2所示的电解装置制取，电解总反应式为2Cu+H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，阴极的电极反应式是2H⁺+2e^-=H₂↑．用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1mol H₂被消耗时，Cu₂O的理论产量为144g．

Answer 1

分析 （1）辛烷C₈H₁₈燃烧生成1mol水蒸气时放热569.1KJ，据此计算1mol辛烷燃烧放热多少，再来书写热化学方程式；
（2）混合动力车上坡或加速时，是原电池中，正极发得电子发生还原反应，NiOOH得电子生成Ni（OH）₂，同时生成氢氧根离子，溶液的pH变化增大；
（3）在电解池中，阴极是阳离子发生得电子得还原反应，根据电子守恒来计算氢气消耗量和Cu₂O的理论产量之间的关系．

解答 解：（1）辛烷C₈H₁₈燃烧生成1mol水蒸气时放热569.1KJ，1mol辛烷燃烧生成9mol水，所以1mol辛烷燃烧放热放热569.1KJ×9=5 121.9 kJ，其热化学方程式为：C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5 121.9 kJ•mol^-1，
故答案为：C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5 121.9 kJ•mol^-1；
（2）混合动力车上坡或加速时，是原电池中，乙极是正极，得电子发生还原反应，NiOOH得电子生成Ni（OH）₂，同时生成氢氧根离子，溶液的pH变化增大，故答案为：增大；NiOOH+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-；
（3）在电解池中，阴极是阳离子氢离子发生得电子得还原反应，即2H⁺+2e^-=H₂↑，根据电子守恒，当蓄电池中有1mol H₂被消耗时，转移电子是2mol，当转移2mol电子时，根据电解反应：2Cu+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，Cu₂O的生成量为1mol，质量为144g，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；144．

点评 本题考查学生有关电化学和热化学的知识，注意热化学方程式书写和电极反应式书写，综合性较强，难度中等．