Question

【題目】利用化學反應將儲存在物質內部的化學能轉化為電能，科學家設計出了原電池，從而為人類生產、生活提供能量。

(1)甲同學認為，所有的氧化還原反應都可以設計成原電池，你是否同意？________(填“是”或“否”)。

(2)乙同學依據氧化還原反應：2Ag++Cu===Cu2++2Ag設計的原電池如圖所示：

①負極材料是_______，發生的電極反應為____________________________；

②外電路中的電子是從________電極流向________電極。(寫出電極材料的名稱)

③當反應進行到一段時間后取出電極材料，測得某一電極增重了5.4 g，則該原電池反應共轉移的電子數目是________。

Ⅱ.水是生命之源，也是化學反應中的主角。請回答下列問題：

(1)已知：2 mol H2完全燃燒生成液態水時放出572 kJ的熱量。

①生成物的能量總和________(填“>”“<”或“=”)反應物的能量總和。

②若2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量________(填“>”“<”或“=”)572 kJ。

③每克氫氣燃燒生成液態水時放出的熱量為________。

(2)天然氣(主要成分CH4)和氧氣反應生成二氧化碳和水，該反應為放熱的氧化還原反應，可將其設計成燃料電池，構造如圖所示，a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成。

a電極的電極反應式是_______________________________________________。

Answer 1

【答案】否 銅 Cu－2e－===Cu2＋ 銅 銀 0.05NA(或3.01×1022) 小于 < 143 kJ CH4－8e－＋10OH－===CO32-+7H2O

【解析】

Ⅰ、（1）原電池的反應必須是自發的氧化還原反應，從理論上來講，任何自發的氧化還原反應均可設計為原電池，非自發進行的氧化還原反應不能設計為原電池；（2）①由反應2Ag++Cu═Cu2++2Ag可知，在反應中，Cu被氧化，失電子，應為原電池的負極，反應式為Cu-2e-=Cu2+；②電子從負極Cu沿導線流向正極Ag；③當銀電極質量增加5.4g，則n（Ag）==0.05mol，根據電極反應Ag++e-=Ag，可知導線中通過的電子的物質的量為0.05mol；Ⅱ、（1）①氫氣燃燒生成液態水時放熱，則反應物的能量高于生成物的能量，故答案為：小于； ②液態水變為水蒸氣是吸熱的過程，2mol氫氣燃燒生成液態水時放出572kJ熱量，生成氣態水時放出的熱量小于572kJ，故答案為：＜；③每克氫氣燃燒生成液態水時放出的熱量為kJ=143 kJ；（2）a電極甲烷在堿性條件下失去電子產生碳酸根離子，反應的電極反應式是CH4－8e－＋10OH－===CO32-+7H2O。