第8講5.3化學(xué)變化中的能量變化-2023-2024學(xué)年寒假班高一化學(xué)教材知識點(diǎn)精講練（滬科版2020）

第八講化學(xué)變化中的能量變化知識梳理考點(diǎn)一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1．基本概念與分類化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)生物質(zhì)變化的同時，常常伴有能量的變化。這種能量的變化常以熱能的形式表現(xiàn)出來，叫做反應(yīng)熱。類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱關(guān)系生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量表示方法Q>0Q<0圖示2.常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)（1）常見的放熱反應(yīng)：能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)（較活潑的金屬與酸反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬的氧化反應(yīng)）、鋁熱反應(yīng)、由不穩(wěn)定物質(zhì)變?yōu)榉€(wěn)定物質(zhì)的反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng)、氯酸鉀的分解、高壓下石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。（2）常見的吸熱反應(yīng)：多數(shù)的分解反應(yīng)，氯化銨和氫氧化鋇晶體的反應(yīng)，碳、一氧化碳和氫氣作還原劑的反應(yīng)，電離和水解，常壓下石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。（3）Q=∑生成的鍵能－∑反應(yīng)物的鍵能化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。1．工業(yè)上利用鋁熱反應(yīng)：焊接鐵軌，下列說法正確的是A．是氧化劑 B．該反應(yīng)轉(zhuǎn)移3C．Al發(fā)生還原反應(yīng) D．鋁熱反應(yīng)可用于制備金屬鈉【答案】A【解析】A．中Fe化合價降低，為氧化劑，A正確；B．該反應(yīng)中Al化合價升高3價，故反應(yīng)中該反應(yīng)轉(zhuǎn)移6，B錯誤；C．Al化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯誤；D．鋁熱反應(yīng)可用于冶煉金屬性比鋁弱但熔點(diǎn)較高的金屬單質(zhì)，不能制備金屬鈉，D錯誤；故選A。2．下列反應(yīng)能量的變化與如圖所示相符的是A．碳酸氫鈉固體溶于水 B．大理石的分解反應(yīng)C．金屬鎂與稀硫酸的反應(yīng) D．稀鹽酸與碳酸氫鈉溶液的反應(yīng)【答案】C【分析】由圖知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，為放熱反應(yīng)?！窘馕觥緼．碳酸氫鈉固體溶于水為吸熱過程，是物理變化，不符合題意，A錯誤；

B．大理石的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，不符合題意，B錯誤；C．金屬鎂與稀硫酸的反應(yīng)置換出氫氣，為放熱反應(yīng)，符合題意，C正確；

D．稀鹽酸與碳酸氫鈉溶液的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，不符合題意，D錯誤；選C。3．下列變化過程屬于放熱反應(yīng)的是A．苛性鈉溶于水 B．Fe2O3與Al在高溫條件下的反應(yīng)C．灼熱的炭與CO2反應(yīng) D．NaHCO3固體與鹽酸反應(yīng)【答案】B【解析】A．苛性鈉溶于水時沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化，是吸熱過程，故A錯誤；B．氧化鐵與鋁在高溫條件下發(fā)生的鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故B正確；C．灼熱的炭與碳的歸中反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故C錯誤；D．碳酸氫鈉固體與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故D錯誤；故選B。4．鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是A．X物質(zhì)為KClO3B．鎂條燃燒提供引發(fā)反應(yīng)所需的熱量C．若轉(zhuǎn)移0.3mol電子，被還原的Fe2O3為16gD．可利用鋁熱反應(yīng)冶煉鐵【答案】C【解析】A．KClO3受熱分解產(chǎn)生氧氣，助燃，圖示裝置中X物質(zhì)為助燃劑KClO3，A正確；B．鎂條燃燒放出大量熱，可為鋁熱反應(yīng)提供引發(fā)反應(yīng)所需的熱量，B正確；C．反應(yīng)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe中，F(xiàn)e元素化合價從+3變?yōu)?價，還原1molFe2O3轉(zhuǎn)移6mol電子，則轉(zhuǎn)移0.3mol電子還原Fe2O3的物質(zhì)的量為：=0.05mol，其質(zhì)量為：160g·mol－1×0.05mol=8g，C錯誤；D．Fe的活潑性小于Al，可利用鋁熱反應(yīng)冶煉鐵，D正確；故選：C。5．如圖為1mol和1mol反應(yīng)生成2molHCl的能量變化圖(已知：物質(zhì)具有的鍵能越大越穩(wěn)定)。下列說法正確的是A．該反應(yīng)每生成1molHCl，放出183kJ的熱量B．該反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)又是放熱反應(yīng)C．氯氣分子中的化學(xué)鍵比氫氣分子中的化學(xué)鍵更穩(wěn)定D．由圖知H原子和Cl原子形成1molHCl分子會吸收431kJ的能量【答案】B【解析】A．根據(jù)產(chǎn)生的熱量=反應(yīng)物鍵能總和生成物鍵能總和，所以該反應(yīng)每生成2molHCl，放出183kJ的熱量，A錯誤；B．該反應(yīng)是有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)，既是氧化還原反應(yīng)又是放熱反應(yīng)，B正確；C．物質(zhì)具有的鍵能越大，越穩(wěn)定，因此氫氣分子中的化學(xué)鍵比氯氣分子中的化學(xué)鍵更穩(wěn)定，C錯誤；D．由圖可知H原子和Cl原子形成1molHCl分子會放出431kJ的能量，D錯誤；選B。考點(diǎn)二、化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化1.原電池原電池的定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫原電池。形成原電池的條件：電極：有兩種活性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）做電極，較活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬（或非金屬）為正極。電解質(zhì)溶液：電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。整個裝置必須形成閉合電路。自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)原電池的化學(xué)原理：（1）自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)在兩極進(jìn)行（2）電子從負(fù)極（較活潑的金屬）流向正極（較不活潑的金屬或非金屬），負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。電子只在導(dǎo)線上定向流動，電解質(zhì)溶液中有離子的定向移動，從而形成閉合回路如：Cu─H2SO4─Zn原電池：正極：2H++2e→H2↑正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極：Zn2e→Zn2+負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)總反應(yīng)式：Zn+2H+==Zn2++H2↑（1）．鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕：正極：O2+2H2O+4e→4OH負(fù)極：2Fe4e→2Fe2+總反應(yīng)式：2Fe+O2+2H2O==2Fe（OH)2（2）．氫氧燃料電池（中性介質(zhì)）：正極：O2+2H2O+4e→4OH負(fù)極：2H24e→4H+總反應(yīng)式：2H2+O2→2H2O（3）．氫氧燃料電池（酸性介質(zhì)）：正極：O2+4H++4e→2H2O負(fù)極：2H24e→4H+總反應(yīng)式：2H2+O2→2H2O（4）．氫氧燃料電池（堿性介質(zhì)）：正極：O2+2H2O+4e→4OH負(fù)極：2H24e+4OH→4H2O總反應(yīng)式：2H2+O2→2H2O（5）．鉛蓄電池（放電）：正極(PbO2)：PbO2+2e+SO42+4H+→PbSO4+2H2O負(fù)極(Pb)：Pb2e+(SO4)2→PbSO4總反應(yīng)式：Pb+PbO2+4H++2(SO4)2→2PbSO4+2H2O（6）．Al─NaOH─Mg原電池：正極：6H2O+6e→3H2↑+6OH負(fù)極：2Al6e+8OH→2AlO2+4H2O總反應(yīng)式：2Al+2OH+2H2O→2AlO2+3H2↑原電池原理的應(yīng)用：（1）根據(jù)原電池中金屬的活潑性：負(fù)極大于正極，用于比較金屬的活潑性。（Al─NaOH─Mg原電池特例除外）（2）一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)設(shè)計為原電池反應(yīng)可加快反應(yīng)速率。（如：實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時，粗鋅比純鋅反應(yīng)快）2.電解池電解池：一種將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。電解：電解是使電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）而在陰、陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)過程。電解池反應(yīng)原理：陰極：與電源負(fù)極相連，本身不反應(yīng)，溶液中陽離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)。陽極：與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)，若是惰性中極，則是溶液中陰離子失電子；若是非惰性電極，則電極本身失電子電子的流向：負(fù)極—陰極—陽極—正極電流的流向：正極—陽極—陰極—負(fù)極電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷——放電順序⑴陰極A.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護(hù)。B.陽離子得電子順序—金屬活動順序表的反表：K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<(H+)<Cu2+<Hg2+<Ag+（陽離子放電順序與濃度有關(guān)，并不絕對）⑵陽極A.陽極材料是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時：陰離子失電子：S2＞I＞Br＞Cl＞OH＞NO3等含氧酸根離子＞FB.陽極是活潑電極時：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。原電池和電解池的比較：裝置原電池電解池實(shí)例原理原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)過導(dǎo)線傳遞給氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰,陽兩極上引起氧化還原反應(yīng)的過程.形成條件①電極：兩種不同的導(dǎo)體相連；②電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。①電源；②電極（惰性或非惰性）；③電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。反應(yīng)類型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極；負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；電極反應(yīng)負(fù)極：Zn2e=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極：2H++2e=H2↑（還原反應(yīng)）陰極：Cu2++2e=Cu（還原反應(yīng)）陽極：2Cl2e=Cl2↑（氧化反應(yīng)）電子流向負(fù)極(外電路)→正極陽極→電源正極陰極←電源負(fù)極電流方向正極(外電路)→負(fù)極陽極←電源正極陰極→電源負(fù)極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能→電能電能→化學(xué)能應(yīng)用①抗金屬的電化腐蝕；②實(shí)用電池。①電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；②電鍍（鍍銅）；③電冶（冶煉Na、Mg、Al）；④精煉（精銅）。3.金屬的腐蝕金屬腐蝕的本質(zhì)：是金屬或合金被氧化而損耗的過程。(1)化學(xué)腐蝕：金屬或合金直接與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕，直接被氧化劑氧化，無電流產(chǎn)生；。(2)電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與周圍電解質(zhì)溶液接觸而發(fā)生原電池反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕，相對活潑的金屬被氧化，有電流產(chǎn)生．鋼鐵的電化腐蝕又分為析氫腐蝕（酸性條件下）和吸氧腐蝕（中性或堿性條件下）．鋼鐵腐蝕的電極反應(yīng)方程式吸氧腐蝕：負(fù)極：2Fe一4e→2Fe2+，正極：O2+2H2O+4e→4OH析氫腐蝕：負(fù)極：2Fe一4e→2Fe2+，正極：2H++2e→H2↑)金屬的腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主，例如，鋼鐵生銹的主要過程為：析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)（pH＜4.3水膜酸性很弱或中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe2e—=Fe2+正極2H++2e—=H2↑O2+2H2O+4e—=4OH—總反應(yīng)式Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24.金屬的防護(hù)一般有三條途徑：其一是改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金；其二是涂保護(hù)層，保持干燥；其三是電化學(xué)保護(hù)法[犧牲陽極的陰極保護(hù)法(被保護(hù)金屬作負(fù)極)；外加電源的陰極保護(hù)法(被保護(hù)金屬接電源的負(fù)極)]。強(qiáng)調(diào)：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐蝕措施的腐蝕；同一種金屬腐蝕：強(qiáng)電解質(zhì)>弱電解質(zhì)>非電解質(zhì)溶液6．某原電池裝置如圖所示，下列說法正確的是A．Fe作負(fù)極 B．碳棒上有O2生成C．可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D．電子從碳棒經(jīng)導(dǎo)線流向Fe【答案】A【分析】由題干原電池裝置圖可知，F(xiàn)e是活潑電極，能與稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，該電極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2+，發(fā)生氧化反應(yīng)，則Fe為負(fù)極，碳棒為正極，電極反應(yīng)為：2H++2e=H2↑，據(jù)此分析解題?！窘馕觥緼．由分析可知，F(xiàn)e作負(fù)極，碳棒為正極，A正確；

B．由分析可知，碳棒上有H2生成，電極反應(yīng)為：2H++2e=H2↑，B錯誤；C．該裝置為原電池裝置，故可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C錯誤；D．由分析可知，F(xiàn)e作負(fù)極，碳棒為正極，則電子從Fe經(jīng)導(dǎo)線流向碳棒，D錯誤；故答案為：A。7．下列裝置中能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是A． B． C． D．【答案】B【分析】形成原電池的條件有，1.有兩個活潑性不同的電極；2、將電極插入電解質(zhì)溶液中；3.兩電極間構(gòu)成閉合回路；4、能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，滿足這些條件可以產(chǎn)生電流，以此解題?！窘馕觥緼．電極相同不能構(gòu)成原電池，A錯誤；B．滿足銅鋅原電池的條件，可以構(gòu)成原電池，B正確；C．酒精不是電解質(zhì)溶液，不能構(gòu)成原電池，C錯誤；D．鋅與電解質(zhì)溶液不反應(yīng)，無電流產(chǎn)生，不能構(gòu)成原電池，D錯誤；故選B。8．鎳鎘電池是一種新型的封閉式體積小的可充電電池。其工作原理如圖所示，下列說法正確的是A．放電時，向b極移動B．放電時，a極發(fā)生還原反應(yīng)C．充電時電流的方向：外電源正極→b極→電解質(zhì)溶液→a極→外電源負(fù)極D．充電時，a極的電極反應(yīng)式為【答案】C【分析】由題中電子移動方向可知Cd為負(fù)極，NiO(OH)為正極?！窘馕觥緼．放電時，向負(fù)極a移動，故A錯誤；B．放電時，負(fù)極a極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；C．根據(jù)圖示，放電時a極為負(fù)極、b極為正極，則充電時a與電源負(fù)極相連、b與電源正極相連，電流的方向：正極→b極→電解質(zhì)溶液→a極→負(fù)極，故C正確；D．充電時，a極的電極反應(yīng)式為，故D錯誤。故答案選C。9．利用微生物燃料電池(MFC)可以將廢水中的降解為N2.某課題組設(shè)計出如圖所示的微生物燃料電池進(jìn)行同步硝化和反硝化脫氮研究，下列說法不正確的是A．好氧電極b上發(fā)生的反硝化反應(yīng)為2+10e+12H+=N2↑+6H2OB．好氧電極b上的副反應(yīng)為O2+4e+4H+=2H2OC．鼓入空氣越多，越能促進(jìn)反硝化反應(yīng)的進(jìn)行D．理論上(不考慮副反應(yīng))每消耗1molC6H12O6，可以處理的物質(zhì)的量為4.8mol【答案】C【解析】A．根據(jù)圖示可知，好氧電極b上發(fā)生反硝化反應(yīng)為硝酸根離子得電子生成氮?dú)?，故電極反應(yīng)式為2+10e+12H+=N2↑+6H2O，A正確；B．電極上除發(fā)生反硝化反應(yīng)外，還有氧氣得電子的副反應(yīng)：O2+4e+4H+=2H2O，B正確；C．根據(jù)B選項(xiàng)可知，故鼓入的空氣過多，會降低的轉(zhuǎn)化率，C錯誤；D．不考慮副反應(yīng)，每消耗1molC6H12O6，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)24mol，根據(jù)電極反應(yīng)2+10e+12H+=N2↑+6H2O和元素守恒規(guī)律，則理論上可以處理的物質(zhì)的量應(yīng)4.8mol，D正確；答案選C。10．在如圖所示的8個裝置中，能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是A．②④⑥⑦ B．③⑤ C．④⑧ D．②③⑥【答案】A【分析】原電池可以把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，構(gòu)成原電池的條件：自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，形成閉合回路，活潑性不同的電極，存在電解質(zhì)溶液?！窘馕觥竣俨淮嬖诨顫娦圆煌碾姌O，不能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；②滿足構(gòu)成原電池的條件，該裝置可以構(gòu)成ZnC稀硫酸原電池，可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；③不存在活潑性不同的電極，不能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；④滿足構(gòu)成原電池的條件，該裝置可以構(gòu)成FeC稀硫酸原電池，可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；⑤該裝置酒精為非電解質(zhì)，化學(xué)能不能轉(zhuǎn)化為電能；⑥滿足構(gòu)成原電池的條件，該裝置可以構(gòu)成ZnPb稀硫酸原電池，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能；⑦滿足構(gòu)成原電池的條件，該裝置可以構(gòu)成FeCu稀硫酸原電池，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能；⑧該裝置不能形成閉合回路，化學(xué)能不能轉(zhuǎn)化為電能；故選A。11．一般情況下，下列化學(xué)(或離子)方程式正確且能設(shè)計成原電池的是A．KOH+HCl=KCl+H2O B．Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+C．Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ D．Na2O+H2O=2NaOH【答案】B【解析】自發(fā)的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計成原電池，A、D不是氧化還原反應(yīng)，C是非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，B是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，故答案為B。二、填空題12．2020年第七十五屆聯(lián)合國大會上，中國向世界鄭重承諾在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。大力發(fā)展綠色能源、清潔能源是實(shí)現(xiàn)碳中和的最有效方法。(1)原電池反應(yīng)能夠提供電能而不產(chǎn)生CO2氣體，下圖是某原電池裝置圖。①Zn棒是原電池的極，發(fā)生(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。②Cu棒，上發(fā)生的電極反應(yīng)是。③溶液中H+向(填“Zn”或“Cu”)電極定向移動。(2)將上述裝置中電解質(zhì)稀H2SO4換為足量AgNO3溶液，燈泡也變亮，電流表指針偏轉(zhuǎn)，無色溶液顏色沒有變化。①原電池的負(fù)極是(填“Zn”或“Cu”)，正極的電極反應(yīng)是。②若更換電解質(zhì)時稱量兩個電極，質(zhì)量恰好相等，放電一段時間后再稱量兩個電極，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量相差2.81g，則導(dǎo)線上通過的n(e)=mol。(3)堿性鋅錳電池是日常生活中常用電池，原電池反應(yīng)是：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH。該原電池電解質(zhì)是KOH溶液，寫出正極的電極反應(yīng)?！敬鸢浮?1)負(fù)氧化Cu(2)Zn0.02(3)MnO2+H2O+e=MnOOH+OH【解析】（1）①鋅比銅活潑，銅為原電池的正極、Zn棒是原電池的負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。②Cu棒上氫離子得到電子被還原，發(fā)生的電極反應(yīng)是。③陽離子向正極移動，則溶液中H+向Cu電極定向移動。（2）①鋅比銅活潑，銅為原電池的正極、原電池的負(fù)極是Zn，正極上銀離子得到電子被還原，電極反應(yīng)是。②反應(yīng)時負(fù)極，正極，若轉(zhuǎn)移電子xmol，負(fù)極溶解鋅g，正極析出銀108xg，若更換電解質(zhì)時稱量兩個電極，質(zhì)量恰好相等，放電一段時間后再稱量兩個電極，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量相差2.81g，則g+108xg=2.81g，得x=0.02mol，則導(dǎo)線上通過的n(e)=0.02mol。（3）堿性鋅錳電池總反應(yīng)是：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH，則正極MnO2得電子轉(zhuǎn)變?yōu)镸nOOH，電極反應(yīng)：MnO2+H2O+e=MnOOH+OH。13．I.某化學(xué)興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如表：編號電極材料電解質(zhì)溶液電流表指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、石墨稀硝酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg根據(jù)表中記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答下列問題。(1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al電極的作用是否相同？。(2)實(shí)驗(yàn)3中鋁為極，石墨電極反應(yīng)式為。(3)實(shí)驗(yàn)4中鋁為負(fù)極，寫出鋁電極的電極反應(yīng)式：。II.某種燃料電池的工作原理示意如圖所示(a、b均為石墨電極)。(4)假設(shè)使用的“燃料”是氫氣(H2)，則b極的電極反應(yīng)式為。(5)假設(shè)使用的“燃料”是甲烷(CH4)，則通入甲烷氣體電池工作一段時間后，電解液的堿性將(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)。(6)若消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的甲烷4.48L，假設(shè)化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為(用NA表示)?！敬鸢浮?1)不相同(2)負(fù)(3)Al?3e?+4OH?=+2H2O(4)O2+2H2O+4e?=4OH?(5)減弱(6)1.6NA【解析】（1）實(shí)驗(yàn)1中電流表偏向Al，則說明Al為正極，實(shí)驗(yàn)2中電流表偏向Cu，則說明Cu為正極，Al為負(fù)極，因此實(shí)驗(yàn)1、2中Al電極的作用不相同；（2）實(shí)驗(yàn)3中電流表偏向石墨，說明石墨為正極，Al為負(fù)極，石墨電極反應(yīng)式為；（3）實(shí)驗(yàn)4中鋁為負(fù)極，Mg為正極，由于采用氫氧化鈉溶液作電解質(zhì)溶液，鋁失去電子和氫氧根結(jié)合生成偏鋁酸根，鋁電極的電極反應(yīng)式：Al?3e?+4OH?=+2H2O；（4）由圖知，采用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液，b極為正極，則氧氣在此得到電子變?yōu)闅溲醺?，對?yīng)的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e?=4OH?；（5）甲烷燃料電池的總式為：CH4+2O2+2OH?=+3H2O，則反應(yīng)過程中消耗OH?的同時生成了水，電解液的堿性將減弱；（6）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，4.48L甲烷的物質(zhì)的量為，假設(shè)化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)負(fù)極的電極方程式CH4?8e?+10OH?=+7H2O知，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為1.6NA。14．現(xiàn)代社會的一切活動都離不開能量，化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生物質(zhì)變化的同時伴隨有能量變化，在化學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中還需要關(guān)注化學(xué)反應(yīng)的快慢和程度。請回答下列問題：(1)氫氣和氯氣生成氯化氫的反應(yīng)中，已知則該反應(yīng)生成2molHCl所釋放的能量為kJ。(2)根據(jù)構(gòu)成原電池的本質(zhì)判斷，下列反應(yīng)可以設(shè)計成原電池的是(填標(biāo)號)。A．2Fe3＋(aq)＋Cu(s)=2Fe2＋(aq)＋Cu2＋(aq)B．Ba(OH)2(aq)＋2HCl(aq)=BaCl2(aq)＋2H2O(l)C．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)(3)為了探究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示兩個實(shí)驗(yàn)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法正確的是_______(填標(biāo)號)。A．圖I和圖II的氣泡均產(chǎn)生于鋅棒表面B．圖I和圖II中產(chǎn)生氣體的速率一樣快C．圖I和圖II中溫度計的示數(shù)相等，且均高于室溫D．圖I中溫度計的示數(shù)高于圖II的示數(shù)(4)圖II中外電路中的電流是從(填“Zn”或“Cu”，下同)電極經(jīng)導(dǎo)線流向電極。H+的移動方向(填“Zn→Cu”或“Cu→Zn”)。若反應(yīng)過程中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則生成的氫氣的質(zhì)量為g。(5)若將Al和