Question

【題目】化學與人類生產和生活中密切相關，掌握有關的化學基礎知識可以改善我們的生活．
日常生活中使用的各種電池就是利用化學反應將化學能轉化為電能，各種各樣的電池的發展是化學對人類的一項重大貢獻．請回答下列有關化學電源的問題：
（1）下列有關電池的敘述中正確的是 ．
A.鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細
B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉變為電能
C.甲烷燃料電池工作時甲烷在負極被氧化
D.太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅
（2）鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過．下列敘述正確的是

A.銅電極上發生氧化反應
B.電池工作一段時間后，甲池的c（SO42﹣）減小
C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加
D.甲池中的陽離子向乙池移動，保持溶液中電荷平衡
（3）航天技術上使用的氫一氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環境等優點．氫一氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的電池總反應式都可表示為2H2+O2=2H2O．酸式氫一氧燃料電池的電解質是酸，放電時其正極的電極反應可表示為 ， 放電一段時間后電解質溶液的酸性將（填“增強”、“減弱”、“不變”）．
（4）根據已學知識回答下列問題：
已知拆開1mol H﹣H鍵，1mol N﹣H鍵，1mol N≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為 ．
（5）用高鐵酸鉀和鋅制成的高鐵堿性電池，能儲存比普通堿性電池多50%的電能，己知該電池的總反應為2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2 ， 則負極的電極反應為 ．

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）C,D
（3）O2+4e﹣+4H+=2H2O；減弱
（4）N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=﹣92kJ?mol﹣1
（5）Zn﹣2e﹣+2OH﹣=ZnO+H2O
【解析】解：（1）A．鋅錳干電池碳棒不發生變化，起到導電作用，故A錯誤；B．氫氧燃料電池可將化學能直接轉變為電能，故B錯誤；C．甲烷燃料電池工作時甲烷在負極被氧化，氧氣為正極，故C正確；D．太陽能電池的主要材料是高純度的硅，故D錯誤．所以答案是：C；
（2.）A．由圖象可知，該原電池反應式為：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，Zn為負極，發生氧化反應，Cu為正極，發生還原反應，故A錯誤；B．陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故兩池中c（SO42﹣）不變，故B錯誤；C．甲池中的Zn2+通過陽離子交換膜進入乙池，乙池中發生反應：Cu2++2e﹣=Cu，保持溶液呈電中性，進入乙池的Zn2+與放電的Cu2+的物質的量相等，而Zn的摩爾質量大于Cu，故乙池溶液總質量增大，故C正確；D．甲池中的Zn2+通過陽離子交換膜進入乙池，以保持溶液電荷守恒，乙池消耗銅，溶液質量增大，故D正確，所以答案是：CD；
（3.）氫氧燃料電池無論是酸性還是堿式性，其電池總反應均為：2H2+O2=2H2O ①，酸性氫氧燃料電池負極電極反應式為：2H2﹣4e﹣=4H+②，用（①﹣②）即得酸性氫氧燃料電池的正極反應：O2+4H++4e﹣=2H2O，溶液體積增大，氫離子濃度減小，酸性減弱，所以答案是：O2+4e﹣+4H+=2H2O；減弱；
（4.）在反應N2+3H22NH3中，斷裂3molH﹣H鍵，1mol N三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH3 ， 共形成6mol N﹣H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，該反應為放熱反應，放出的熱量為：2346kJ﹣2254kJ=92kJ，即N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92kJmol﹣1 ， 所以答案是：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92kJmol﹣1；
（5.）由總方程式可知負極鋅被氧化生成氧化鋅，電極方程式為Zn﹣2e﹣+2OH﹣=ZnO+H2O，所以答案是：Zn﹣2e﹣+2OH﹣=ZnO+H2O．