Question

（2011?翠屏區(qū)模擬）一種混合動力車，可以分別用電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或者二者結(jié)合推動車輪．汽車上坡或加速時，電動機(jī)提供推動力，降低汽油的消耗；在剎車和下坡時內(nèi)燃機(jī)提供推動力，使電動機(jī)處于充電狀態(tài)．目前內(nèi)燃機(jī)以汽油為燃料，電動機(jī)一般使用鎳氫電池（KOH作電解液）．
試分析回答下列問題：
（1）已知汽車在剎車和下坡時，鎳氫電池兩電極反應(yīng)分別為：甲電極：M+H₂O+e^-→MH+OH^-（M為儲氫合金，MH為吸附了氫原子的儲氫合金）乙電極：Ni（OH）₂+OH^--e^-→NiOOH+H₂O則在這一過程中甲、乙兩電極的名稱分別是：甲：

陰極

；乙：

陽極

．
（2）當(dāng)汽車上坡或加速時，鎳氫電池兩電極反應(yīng)分別為：甲電極：

MH+OH^--e^-=M+H₂O

；乙電極：

NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-

；電極周圍溶液的pH變化是（選填“增大”或“不變”或“減小“，下同）甲

減小

；乙

增大

．
（3）內(nèi)燃機(jī)工作時因?yàn)椴糠制�油不完全燃燒會產(chǎn)生污染大氣的CO，已知在常溫常壓下：
C₈ H₁₈（1）+25/2O₂（g）=8CO₂（g）+9H₂O（g）；△H=-5121.9kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566.0kJ/mol
H₂O（g）=H₂ O（1）；△H=-44.0kJ/mol
寫出汽油不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

C₈H₁₈（1）+

17

2

O₂（g）=8CO（g）+9H₂O（l）；△H=-3253.9kJ/mol

．
（4）為降低汽車尾氣中的一氧化碳的濃度，可采取在汽車的排氣管上增加一個補(bǔ)燃器，通過下列反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化：
2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）
已知在溫度為T的條件下，當(dāng)補(bǔ)燃器中化學(xué)反應(yīng)速率V（正）=V（逆）時，各物質(zhì)濃度存在下列恒定關(guān)系：

c(CO2)2

c(CO)2×c(O2)

=108
在溫度為T的條件下，若某汽車排人補(bǔ)燃器的CO、CO₂的濃度分別為1.0×10^-5mol?L^-1和1.01×10^-4mol?L^-1，要在該溫度下使最終尾氣中CO的濃度降為1.0×10^-6mol?L^-1，則補(bǔ)燃器中應(yīng)不斷補(bǔ)充O₂，并使O₂濃度保持在

1.21×10^-4

mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）在剎車和下坡時內(nèi)燃機(jī)提供推動力，使電動機(jī)處于充電狀態(tài)，根據(jù)陽極是氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)判斷；
（2）汽車上坡或加速時，電動機(jī)提供推動力，為原電池反應(yīng)，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)氫氧根離子或氫離子的變化來確定溶液的pH變化；
（3）利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱，以此可寫出熱化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)平衡常數(shù)計算．

解答：解：（1）在剎車和下坡時內(nèi)燃機(jī)提供推動力，使電動機(jī)處于充電狀態(tài)，甲電極發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，乙電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，故答案為：陰極；陽極；
（2）混合動力車上坡或加速時，電動機(jī)提供推動力，是電池放電，NiOOH得電子被還原轉(zhuǎn)變?yōu)镹i（OH）₂，電極反應(yīng)式為NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-，乙電極周圍因氫氧根離子的濃度增大，故pH將增大，甲電極MH的失電子被氧化，電極方程式為MH+OH^--e^-=M+H₂O，消耗氫氧根離子，氫氧根離子濃度減小，則pH減小，
故答案為：MH+OH^--e^-=M+H₂O；NiOOH+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-；減小；增大；
（3）已知：①C₈ H₁₈（1）+25/2O₂（g）=8CO₂（g）+9H₂O（g）；△H=-5121.9kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂ O（1）；△H=-44.0kJ/mol
利用蓋斯定律，將①-②×4+③×9可得：C₈ H₁₈（1）+

17

2

O₂（g）=8CO（g）+9H₂O（l），
△H=-5121.9kJ/mol-（=-566.0kJ/mol）×4+9×（-44.0kJ/mol）=-3253.9kJ/mol，
故答案為：C₈ H₁₈（1）+

17

2

O₂（g）=8CO（g）+9H₂O（l）；△H=-3253.9kJ/mol；
（4）若某汽車排人補(bǔ)燃器的CO、CO₂的濃度分別為1.0×10^-5mol?L^-1和1.01×10^-4mol?L^-1，要在該溫度下使最終尾氣中CO的濃度降為1.0×10^-6mol?L^-1，根據(jù)方程式2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）可知CO₂的濃度變?yōu)?.01×10^-4mol?L^-1+（1.0×10^-5mol?L^-1-1.0×10^-6mol?L^-1）=1.1×10^-4mol?L^-1，
則：

c(CO2)2

c(CO)2×c(O2)

=108=

(1.1×10-4)2

(1.0×10-6)2×c(O2)

，
c（O₂）=1.21×10^-4，故答案為：1.21×10^-4．

點(diǎn)評：本題是一綜合題，考查熱化學(xué)方程式書寫、原電池與電解池的工作原理、以及化學(xué)平衡常數(shù)的計算等重點(diǎn)知識，關(guān)鍵問題在于知識的理解和運(yùn)用．并注意化學(xué)反應(yīng)原理是高考中的重要考點(diǎn)，核心知識為熱化學(xué)方程式、原電池與電解池的工作原理、化學(xué)平衡等問題，學(xué)習(xí)過程中要加強(qiáng)重視程度，以理解方法、原理為主．