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．

（1）从能量的角度看，断开化学键要      （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      （填“放出”或“吸收”）      kJ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      （填“氧化”或“还原”）反应．其电极反应式为      ．溶液H⁺移向      （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      g．

（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）+2H₂O2Ni（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      （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      （填“正”或“负”）极，Y极的电极反应方程式为      ．

Answer

（1）吸收；放出； 6.5；

（2）①氧化； Zn﹣2e﹣=Zn2+； Cu；②13；

（3）①c；②负；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣．

【解析】

试题分析：（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．

【解析】
（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=×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﹣．