Question

（1）在25℃、101 kPa下，1 g甲烷完全燃烧后，恢复到原状态放热Q kJ，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为_________________                   。

（2）肼(N₂H₄)一空气燃料电池是一种碱性环保电池，该电池放电时，负极的反应式为              。

（3）如图装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO₄溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，乙烧杯中石墨电极附近pH值的变化为              （选填“变大”、“变小”、“不变”）。通电一段时间后（溶液中还有CuSO₄），若要使乙烧杯中电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入              (填序号).

A．CuO        B．Cu(OH)₂        C．CuCO₃        D．Cu₂(OH)₂CO₃

（4）下图是用于笔记本电脑的甲醇（CH₃OH）燃料电池结构示意图，质子交换膜左右两侧的溶液均为500mL 2 mol/LH₂SO₄ 溶液，当电池中有1mol e^－发生转移时，左右两侧溶液的质量之差为              （忽略气体的溶解，假设反应物完全耗尽）。

Answer

（1）CH4 (g) + 2O2 (g)＝CO2(g) + 2H2O(l) △H= －16QkJ·mol－1（3分）

（2）N2H4+4OH－－4e－=N2↑+4H2O （3分）（3）变小 AC （4）12g（3分）

【解析】

试题分析：（1） 燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。在25℃、101 kPa下，1 g甲烷完全燃烧后，恢复到原状态放热Q kJ，则1mol甲烷即16g甲烷完全燃烧后，恢复到原状态放热16Q kJ，因此表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4 (g) + 2O2 (g) ==CO2(g) + 2H2O(l) △H= －16QkJ·mol－1。

（2）原电池中负极失去电子，发生氧化反应。肼(N2H4)一空气燃料电池是一种碱性环保电池，该电池放电时，负极肼失去电子，电极反应式为N2H4+4OH－－4e－=N2↑+4H2O。

（3）反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，这说明石墨电极附近有氢氧根产生，因此该电极是氢离子放电，即该电极是阴极，则铁是阳极，M是正极，N是负极，乙烧杯中铜电极是阴极，石墨电极是阳极，溶液中的氢氧根放电，所以乙烧杯中石墨电极附近pH值变小。通电一段时间后（溶液中还有CuSO4），由于电解产物是铜、氧气和硫酸，则若要使乙烧杯中电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入氧化铜或碳酸铜，答案选AC。

（4）根据装置图可知a通入的是甲醇，该电极是负极，电极反应式为CH3OH—6e—＋H2O＝CO2↑＋6H＋。b通入的是氧气，电极反应式为O2＋4e—＋4H＋＝2H2O，所以当电池中有1mol e－发生转移时，左侧消耗1/6mol水，右侧产生0.5mol水，则左右两侧溶液的质量之差为1/6mol×18g/mol＋0.5mol×18g/mol＝12g。

考点：热化学方程式，原电池原理，电解池原理