Question

【题目】利用化学反应将储存在物质内部的化学能转化为电能，科学家设计出了原电池，从而为人类生产、生活提供能量。

(1)甲同学认为，所有的氧化还原反应都可以设计成原电池，你是否同意？________(填“是”或“否”)。

(2)乙同学依据氧化还原反应：2Ag++Cu===Cu2++2Ag设计的原电池如图所示：

①负极材料是_______，发生的电极反应为____________________________；

②外电路中的电子是从________电极流向________电极。(写出电极材料的名称)

③当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了5.4 g，则该原电池反应共转移的电子数目是________。

Ⅱ.水是生命之源，也是化学反应中的主角。请回答下列问题：

(1)已知：2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出572 kJ的热量。

①生成物的能量总和________(填“>”“<”或“=”)反应物的能量总和。

②若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“>”“<”或“=”)572 kJ。

③每克氢气燃烧生成液态水时放出的热量为________。

(2)天然气(主要成分CH4)和氧气反应生成二氧化碳和水，该反应为放热的氧化还原反应，可将其设计成燃料电池，构造如图所示，a、b两个电极均由多孔的碳块组成。

a电极的电极反应式是_______________________________________________。

Answer 1

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

【解析】

Ⅰ、（1）原电池的反应必须是自发的氧化还原反应，从理论上来讲，任何自发的氧化还原反应均可设计为原电池，非自发进行的氧化还原反应不能设计为原电池；（2）①由反应2Ag++Cu═Cu2++2Ag可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，反应式为Cu-2e-=Cu2+；②电子从负极Cu沿导线流向正极Ag；③当银电极质量增加5.4g，则n（Ag）==0.05mol，根据电极反应Ag++e-=Ag，可知导线中通过的电子的物质的量为0.05mol；Ⅱ、（1）①氢气燃烧生成液态水时放热，则反应物的能量高于生成物的能量，故答案为：小于； ②液态水变为水蒸气是吸热的过程，2mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ热量，生成气态水时放出的热量小于572kJ，故答案为：＜；③每克氢气燃烧生成液态水时放出的热量为kJ=143 kJ；（2）a电极甲烷在碱性条件下失去电子产生碳酸根离子，反应的电极反应式是CH4－8e－＋10OH－===CO32-+7H2O。