Question

3．（1）在25℃、101kPa下，1g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CH₄ （g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-16QkJ•mol^-1．
（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N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O ．
（3）如图1装置中甲烧杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL 0.5mol/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值的变化为变小（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AC （填序号）．
A．CuO        B．Cu（OH）₂        C．CuCO₃        D．Cu₂（OH）₂CO₃

（4）图2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 2mol/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12g（忽略气体的溶解，假设反应物完全耗尽）．

Answer 1

分析 （1）燃烧热是指在25℃、101kPa下，1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量必须为1mol，产物必须为稳定氧化物；
（2）原电池中负极失去电子，发生氧化反应；
（3）根据电解原理结合：出什么加什么，出多少加多少的原理来计算回答；
（4）燃料电池的负极上是燃料失电子的氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应，根据电极反应式结合电子守恒来计算即可．

解答 解：（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．
故答案为：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，故答案为：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，故选：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$\frac{1}{6}$mol×18g/mol+0.5mol×18g/mol=12g，
故答案为：12g．

点评 本题考查燃烧热的热化学方程式的书写、电解池和原电池的工作原理以及应用知识，题目难度不大，注意表示燃烧热的热化学方程式，可燃物为1mol，生成物为稳定的氧化物．