题目内容

13．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务．
（1）从能量的角度看，断开化学键要吸收（填“放出”或“吸收”）能量．已知拆开1molH-H键、1mol I-I、1mol H-I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、300kJ．则由H2和I2反应生成1mol HI需要放出（填“放出”或“吸收”）6.5kJ的热量．
（2）某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图1装置：
①a和b用导线连接，Zn发生氧化（填“氧化”或“还原”）反应．其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+．溶液H+移向Cu（填“Cu”或“Zn”）极．
②无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀．若转移了0.4mol电子，则理论上Zn片质量减轻13g．
（3）①目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池其电池总反应式可以表示为：Cd+2NiO（OH）+2H2O$?_{充电}^{放电}$2Ni（OH）2+Cd（OH）2，已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是c（填序号）．
a．以上反应是可逆反应      b．充电时化学能转变为电能     c．放电时化学能转变为电能
②图2为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，则X极为电池的负（填“正”或“负”）极，Y极的电极反应方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-．

分析 （1）旧键断裂要吸收能量，新键生成要释放能量，当旧键断裂吸收的能量大于新键生成释放的能量时，反应为吸热反应，反之则为放热反应；
（2）①a和b用导线连接，该装置构成原电池，锌失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电解质溶液中阳离子向正极移动；
②根据锌与转移电子之间的关系式计算，Zn～Zn2+～2e-；
（3）①该电池放电时为原电池，充电时为电解池，根据反应条件是否相同判断是否为可逆反应；
②根据负极反应为2H2-4e-+4OH-=2H2O，则通入氢气的一极为负极，发生氧化反应，并可判断溶液呈碱性，碱性溶液中正极发生还原反应，电极反应为O2-4e-+2H2O=4OH-，据此分析．

解答 解：（1）氢气和碘反应生成2molHI时，旧键断裂吸收能量的值为：436kJ+151kJ=587kJ，新键生成释放能量为：300kJ×2=600kJ，旧键断裂吸收的能量小于新键生成释放的能量，反应为放热反应，放出的热量为：600KJ-587kJ=13kJ，生成1molHI放热6.5kJ，
故答案为：吸收；放出；  6.5；
（2）①a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，锌失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，放电时，电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动，
故答案为：氧化；  Zn-2e-=Zn2+； Cu；
  ②根据锌和转移电子之间的关系式得，Zn～Zn2+～2e-，消耗锌的质量=$\frac{0.4mol}{2}$×65g/mol=13g，
故答案为：13；
（3）①a．因为电池冲放电在不同条件下进行，所以该电池反应不是可逆反应，故a错误；
b．该电池充电时，电能转变为化学能，故b错误；
c．该电池放电时，是将化学能转化为电能，故c正确；
故答案为：c；
②X极的电极反应式为2H2-4e-+4OH-=2H2O，则通入氢气的X极为负极，发生氧化反应，并可判断溶液呈碱性，碱性溶液中正极Y极发生还原反应，电极反应为O2-4e-+2H2O=4OH-，
故答案为：负；O2+2H2O+4e-═4OH-．

点评 本题考查化学反应能量变化和反应实质、反应焓变的计算、原电池以及氢氧燃料电池的工作原理，注意原电池中电解质溶液的酸碱性不同，则电极反应不同，根据得失电子判断正负极，难点是电极反应式的书写，难度不大．

练习册系列答案
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