Question

13．能源是人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，有助于更好地利用化學(xué)反應(yīng)為生產(chǎn)和生活服務(wù)．
（1）從能量的角度看，斷開(kāi)化學(xué)鍵要吸收（填“放出”或“吸收”）能量．已知拆開(kāi)1molH-H鍵、1mol I-I、1mol H-I鍵分別需要吸收的能量為436kJ、151kJ、300kJ．則由H₂和I₂反應(yīng)生成1mol HI需要放出（填“放出”或“吸收”）6.5kJ的熱量．
（2）某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖1裝置：
①a和b用導(dǎo)線連接，Zn發(fā)生氧化（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)．其電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺．溶液H⁺移向Cu（填“Cu”或“Zn”）極．
②無(wú)論a和b是否連接，Zn片均被腐蝕．若轉(zhuǎn)移了0.4mol電子，則理論上Zn片質(zhì)量減輕13g．
（3）①目前常用的鎳（Ni）鎘（Cd）電池其電池總反應(yīng)式可以表示為：Cd+2NiO（OH）+2H₂O$?_{充電}^{放電}$2Ni（OH）₂+Cd（OH）₂，已知Ni（OH）₂和Cd（OH）₂均難溶于水，但能溶于酸，以下說(shuō)法中正確的是c（填序號(hào)）．
a．以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)      b．充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?nbsp;    c．放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?br />②圖2為氫氧燃料電池的構(gòu)造示意圖，根據(jù)電子運(yùn)動(dòng)方向可知，則X極為電池的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極，Y極的電極反應(yīng)方程式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

Answer 1

分析 （1）舊鍵斷裂要吸收能量，新鍵生成要釋放能量，當(dāng)舊鍵斷裂吸收的能量大于新鍵生成釋放的能量時(shí)，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之則為放熱反應(yīng)；
（2）①a和b用導(dǎo)線連接，該裝置構(gòu)成原電池，鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，銅作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；
②根據(jù)鋅與轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算，Zn～Zn²⁺～2e^-；
（3）①該電池放電時(shí)為原電池，充電時(shí)為電解池，根據(jù)反應(yīng)條件是否相同判斷是否為可逆反應(yīng)；
②根據(jù)負(fù)極反應(yīng)為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，則通入氫氣的一極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，并可判斷溶液呈堿性，堿性溶液中正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-，據(jù)此分析．

解答 解：（1）氫氣和碘反應(yīng)生成2molHI時(shí)，舊鍵斷裂吸收能量的值為：436kJ+151kJ=587kJ，新鍵生成釋放能量為：300kJ×2=600kJ，舊鍵斷裂吸收的能量小于新鍵生成釋放的能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：600KJ-587kJ=13kJ，生成1molHI放熱6.5kJ，
故答案為：吸收；放出；  6.5；
（2）①a和b用導(dǎo)線連接，該裝置構(gòu)成原電池，銅作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中氫離子向正極銅電極移動(dòng)，
故答案為：氧化；  Zn-2e^-=Zn²⁺； Cu；
  ②根據(jù)鋅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得，Zn～Zn²⁺～2e^-，消耗鋅的質(zhì)量=$\frac{0.4mol}{2}$×65g/mol=13g，
故答案為：13；
（3）①a．因?yàn)殡姵貨_放電在不同條件下進(jìn)行，所以該電池反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，故a錯(cuò)誤；
b．該電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，故b錯(cuò)誤；
c．該電池放電時(shí)，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故c正確；
故答案為：c；
②X極的電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，則通入氫氣的X極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，并可判斷溶液呈堿性，堿性溶液中正極Y極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：負(fù)；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)能量變化和反應(yīng)實(shí)質(zhì)、反應(yīng)焓變的計(jì)算、原電池以及氫氧燃料電池的工作原理，注意原電池中電解質(zhì)溶液的酸堿性不同，則電極反應(yīng)不同，根據(jù)得失電子判斷正負(fù)極，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，難度不大．