《2025年暑假生活北京师范大学出版社高一化学人教版》

8. 任何化学反应都伴随着能量的变化,通过化学反应,化学能可转化为热能、光能、电能等不同形式的能量。
(1) 用Mg、Al设计成如图4-8所示的原电池装置。

① 若电解质溶液为盐酸,Mg为负极。
② 若电解质溶液为氢氧化钠溶液,负极的电极反应为2Al - 6e⁻ + 8OH⁻ = 2[Al(OH)₄]⁻。
(2) 已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出484kJ能量,且氧气中1mol$O = O$完全断裂时吸收496kJ能量,水蒸气中1mol$H—O$形成时放出463kJ能量,则氢气中1mol$H—H$断裂时吸收436kJ能量。
(3) 如图4-9所示是氢氧燃料电池的构造示意图。

该电池工作时,电子的流向为a→b(填“$a→b$”或“$b→a$”),正极的电极反应为O₂ + 4e⁻ + 4H⁺ = 2H₂O。

答案：
(1)①负 ②2Al - 6e⁻ + 8OH⁻ = 2[Al(OH)₄]⁻
(2)436
(3)a→b O₂ + 4e⁻ + 4H⁺ = 2H₂O
解析：
(1)①若电解质溶液为盐酸，镁比铝活泼，镁为负极，铝为正极。②若电解质溶液为氢氧化钠溶液，镁与氢氧化钠溶液不反应，铝能与氢氧化钠溶液反应，铝为负极，负极的电极反应为2Al - 6e⁻ + 8OH⁻ = 2[Al(OH)₄]⁻。
(2)氢气完全燃烧生成水蒸气是放热反应，反应放出的热量 = 新键形成放出的能量 - 旧键断裂吸收的能量，设氢气中1 mol H - H断裂时吸收的热量为Q，根据化学方程式2H₂ + O₂ $\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$ 2H₂O，则484 kJ = 4×463 kJ - (2Q + 496 kJ)，解得Q = 436 kJ。
(3)该燃料电池中，a电极为负极，b电极为正极，该电池工作时，电子由负极a经外电路流向正极b，氧气在正极上得电子生成水，正极的电极反应为O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ = 2H₂O。

9. 火星大气中含有大量$CO_{2}$,一种有$CO_{2}$参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时(B)。
A.负极上发生还原反应
B.$CO_{2}$在正极上得到电子
C.阳离子由正极移向负极
D.将电能转化为化学能

答案： B 解析：金属钠为负极，负极上发生失电子的氧化反应，A项错误；碳纳米管为正极，CO₂在正极上得到电子，发生还原反应，B项正确；放电时，阳离子由负极移向正极，C项错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，D项错误。

10. $K - O_{2}$电池结构如图4-10所示,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电池,下列说法错误的是( D )。

A.隔膜允许$K^{+}$通过,不允许$O_{2}$通过
B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极；充电时,b电极为阳极
C.转移1mol$e^{-}$时,生成$KO_{2}的质量与消耗O_{2}的质量之比约为2.22:1$
D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9g水

答案： D 解析：由题图可知，b电极上O₂转化为KO₂，则b电极为电池正极，a电极为电池负极，K⁺通过隔膜由a电极向b电极迁移，为避免O₂氧化K电极，O₂不能通过隔膜，A项正确；放电时，电流由正极沿导线流向负极，即由b电极沿导线流向a电极，充电时，b电极接外接电源的正极，b电极为阳极，B项正确；转移1 mol e⁻时，生成KO₂的质量与消耗O₂的质量之比为71 g : 32 g ≈ 2.22 : 1，C项正确；当消耗3.9 g钾时，转移0.1 mol e⁻，铅酸蓄电池消耗0.1 mol H₂O，则消耗水的质量为1.8 g，D项错误。