Question

15．第三代混合動力車，可以用電動機、內燃機或二者結合推動車輛．汽車上坡或加速時，電動機提供推動力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時，電池處于充電狀態．
（1）混合動力車的內燃機以汽油為燃料，汽油（以辛烷C₈H₁₈計）和氧氣充分反應，生成1mol水蒸氣放熱569.1kJ．則該反應的熱化學方程式為C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5 121.9 kJ•mol^-1．
（2）混合動力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬（以M表示）為負極，堿液（主要為KOH）為電解質溶液．鎳氫電池充放電原理示意如圖1，其總反應式為H₂+2NiOOH$?_{充電}^{放電}$2Ni（OH）₂．根據所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”），該電極的電極反應式為NiOOH+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-．

（3）Cu₂O是一種半導體材料，可通過如圖2所示的電解裝置制取，電解總反應式為2Cu+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，陰極的電極反應式是2H⁺+2e^-=H₂↑．用鎳氫電池作為電源進行電解，當電池中有1mol H₂被消耗時，Cu₂O的理論產量為144g．

Answer 1

分析 （1）辛烷C₈H₁₈燃燒生成1mol水蒸氣時放熱569.1KJ，據此計算1mol辛烷燃燒放熱多少，再來書寫熱化學方程式；
（2）混合動力車上坡或加速時，是原電池中，正極發得電子發生還原反應，NiOOH得電子生成Ni（OH）₂，同時生成氫氧根離子，溶液的pH變化增大；
（3）在電解池中，陰極是陽離子發生得電子得還原反應，根據電子守恒來計算氫氣消耗量和Cu₂O的理論產量之間的關系．

解答 解：（1）辛烷C₈H₁₈燃燒生成1mol水蒸氣時放熱569.1KJ，1mol辛烷燃燒生成9mol水，所以1mol辛烷燃燒放熱放熱569.1KJ×9=5 121.9 kJ，其熱化學方程式為：C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5 121.9 kJ•mol^-1，
故答案為：C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5 121.9 kJ•mol^-1；
（2）混合動力車上坡或加速時，是原電池中，乙極是正極，得電子發生還原反應，NiOOH得電子生成Ni（OH）₂，同時生成氫氧根離子，溶液的pH變化增大，故答案為：增大；NiOOH+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-；
（3）在電解池中，陰極是陽離子氫離子發生得電子得還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，根據電子守恒，當蓄電池中有1mol H₂被消耗時，轉移電子是2mol，當轉移2mol電子時，根據電解反應：2Cu+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，Cu₂O的生成量為1mol，質量為144g，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；144．

點評 本題考查學生有關電化學和熱化學的知識，注意熱化學方程式書寫和電極反應式書寫，綜合性較強，難度中等．