Question

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。阅读下列有关能源的材料，回答有关问题：
（1）从能量的角度看，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量。已知拆开1 mol H－H键、1 mol I－I、1 mol H－I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由氢气和碘单质反应（H₂+I₂=2HI）生成1 mol HI需要             （填“放出”或“吸收”）      ___ kJ的热量。
（2）在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化。

在如图甲装置中，负极电极反应式为                      ，发生的是   反应（填“氧化”或“还原”，下同）。正极电极反应式为                              ；总反应的离子方程式为                                           。
（3）若用氢氧化钾溶液做电解质溶液，用氢气做燃料，空气做氧化剂制成燃料电池，其负极反应式为                    ；正极反应式为                                   。当有标状下2.24L氢气消耗时，另一极消耗氧气的物质的量为        。
（4）在如下图所示的原电池中，铝做        极，导线上电子由       极流向       极。

Answer 1

（12分）（1）放出；5.5
（2）Zn—2e^—＝Zn²⁺；氧化；2H⁺+2e^—＝H₂↑；Zn+2H⁺＝Zn²⁺+H₂↑
（3）2H₂—4e^—+4OH^—＝4H₂O；O₂+4e^—+2H₂O＝4OH^—；0.05mol
（4）负；铝；镁（或负；正）

试题分析：（1）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，所以根据键能可知，该反应的反应热＝436 kJ/mol＋151 kJ/mol－299 kJ/mol×2＝－11kJ/mol，所以生成1 mol HI需要放出5.5kJ的热量。
（2）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。锌比铜活泼，则锌是负极，失去电子。铜是正极，溶液中的氢离子在正极得到电子，析出氢气。
（3）氢气在负极通入，由于溶液是碱性溶液，所以负极电极反应式是2H₂—4e^—+4OH^—＝4H₂O；氧气在正极通入，电极反应式是O₂+4e^—+2H₂O＝4OH^—；标准状况下2.24L氢气是0.1mol，失去0.2mol电子，所以根据电子的得失守恒可知，需要氧气的物质的量是0.2mol÷4＝0.05mol。
（4）镁的金属性强于铝的，但能和氢氧化钠溶液反应的是铝，所以铝是负极，镁是正极，导线上电子由铝电极流向镁电极。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题基础性强，贴近高考，旨在培养学生分析、归纳、总结问题的能力，有利于调动学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性。该题的关键是明确原电池的工作原理，然后结合题意和装置图灵活运用即可。