Question

能源是人類生活和社會發展的基礎，研究化學反應中的能量變化，有助于更好地利用化學反應為生產和生活服務。閱讀下列有關能源的材料，回答有關問題：
（1）從能量的角度看，斷開化學鍵要吸收能量，形成化學鍵要放出能量。已知拆開1 mol H－H鍵、1 mol I－I、1 mol H－I鍵分別需要吸收的能量為436 kJ、151 kJ、299 kJ。則由氫氣和碘單質反應（H₂+I₂=2HI）生成1 mol HI需要             （填“放出”或“吸收”）      ___ kJ的熱量。
（2）在生產和生活中經常遇到化學能與電能的相互轉化。

在如圖甲裝置中，負極電極反應式為                      ，發生的是   反應（填“氧化”或“還原”，下同）。正極電極反應式為                              ；總反應的離子方程式為                                           。
（3）若用氫氧化鉀溶液做電解質溶液，用氫氣做燃料，空氣做氧化劑制成燃料電池，其負極反應式為                    ；正極反應式為                                   。當有標狀下2.24L氫氣消耗時，另一極消耗氧氣的物質的量為        。
（4）在如下圖所示的原電池中，鋁做        極，導線上電子由       極流向       極。

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）負；鋁；鎂（或負；正）

試題分析：（1）反應熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，所以根據鍵能可知，該反應的反應熱＝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的熱量。
（2）原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應。鋅比銅活潑，則鋅是負極，失去電子。銅是正極，溶液中的氫離子在正極得到電子，析出氫氣。
（3）氫氣在負極通入，由于溶液是堿性溶液，所以負極電極反應式是2H₂—4e^—+4OH^—＝4H₂O；氧氣在正極通入，電極反應式是O₂+4e^—+2H₂O＝4OH^—；標準狀況下2.24L氫氣是0.1mol，失去0.2mol電子，所以根據電子的得失守恒可知，需要氧氣的物質的量是0.2mol÷4＝0.05mol。
（4）鎂的金屬性強于鋁的，但能和氫氧化鈉溶液反應的是鋁，所以鋁是負極，鎂是正極，導線上電子由鋁電極流向鎂電極。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題基礎性強，貼近高考，旨在培養學生分析、歸納、總結問題的能力，有利于調動學生的學習興趣，激發學生的學習積極性。該題的關鍵是明確原電池的工作原理，然后結合題意和裝置圖靈活運用即可。