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第六章　化学反应与能量
(满分:100分　考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列反应体系中,不属于可逆反应的是(　　)。
A.SO2溶于水 B.氨溶于水
C.工业合成氨 D.加热NH4Cl固体
2.下列设备工作时,将化学能转化为电能的是(　　)。
A B C D
碱性干电池 风力发电机 太阳能集热器 燃气灶
3.某实验装置如图所示,下列说法错误的是(　　)。
A.工作时,铁作负极
B.总反应式为2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
C.电子从铁片经导线流向石墨
D.H+在石墨表面被还原
4.对于反应C(s)+CO2(g)2CO(g),下列措施可使反应速率增大的是(　　)。
A.恒温恒容时通入稀有气体
B.恒温恒压下通入N2
C.增加碳的量
D.将炭块粉碎
5.化学反应伴随着能量变化。下列反应的能量变化与图示相符的是(　　)。
A.Fe与S反应
B.C与CO2反应
C.HCl与NaHCO3反应
D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
6.反应4A(s)+5B(g)6C(g)+4D(g)在10 L密闭容器中进行,5分钟后,C的物质的量增加了3 mol,则下列说法正确的是(　　)。
A.5分钟时,v(B)=0.05 mol·L-1·min-1
B.5分钟内,v(A)=0.04 mol·L-1·min-1
C.5分钟内,v(C)=0.6 mol·L-1·min-1
D.5分钟内,v(D)=0.04 mol·L-1·min-1
7.下列有关反应速率和限度的说法正确的是(　　)。
A.反应达到平衡时,正、逆反应速率相等且均为零
B.氯酸钾分解制氧气时,添加少量二氧化锰,反应速率增大
C.用铁片与稀硫酸反应制氢气时,加入少量KNO3固体,对反应速率无影响
D.对于合成氨反应,恒温恒容条件下充入Ne,反应速率增大,缩短了反应到达平衡的时间
8.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通铅酸蓄电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,该电池放电时,锌为(　　)。
A.正极,被还原 B.正极,被氧化
C.负极,被还原 D.负极,被氧化
9.现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应N2+3H22NH3,下列说法正确的是(　　)。
A.达到化学平衡时,N2完全转化为NH3
B.一定条件下达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
C.单位时间内消耗a mol N2同时消耗2a mol NH3,说明该反应已达到平衡状态
D.达到化学平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,且都为零
10.一定条件下,在恒容密闭容器中进行反应3X(g)+2Y(g)+4Z(g)R(g)+5W(g),下列表示上述反应一定达到化学平衡状态的是(　　)。
A.2v生成(Y)=v消耗(Z)
B.3v消耗(X)=v消耗(R)
C.温度保持不变
D.c(Y)∶c(X)∶c(Z)=2∶3∶4
11.一定温度下,在2 L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是(　　)。
A.a点时,v(A)=v(B)
B.5 min时,反应停止
C.5 min时,A的转化率为25%
D.反应的化学方程式为3A(g)2B(g)+C(g)
12.有关下列装置的说法正确的是(　　)。
A.图1所示装置能将化学能转化为电能
B.图2锌锰干电池属于一次电池,锌筒作负极不断被消耗
C.图3是“纸电池”,当电解质溶液为氯化钠溶液时,空气中的氧气在锌片表面得电子
D.图4电池电子从铝电极流向镁电极,电极反应式为Al-3e-Al3+
13.向容积为2 L的密闭容器中通入一定量的N2O4(无色气体)和NO2的混合气体,发生反应:N2O4(g)2NO2(g),反应吸热,体系中各物质的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法错误的是(　　)。
A.125 s时,反应达到化学平衡状态
B.达到化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深
C.若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降低
D.前100 s内,用NO2浓度的变化表示的化学反应速率是0.008 mol·L-1·s-1
14.一种镁-空气电池装置如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解质为KOH浓溶液。下列说法不正确的是(　　)。
A.电流方向从b经外电路到a
B.活性炭对O2有吸附作用,可以增大O2在电极上的反应速率
C.负极的电极反应式为Mg-2e-Mg2+
D.当电路中转移1 mol电子时,消耗标准状况下5.6 L O2
15.700 ℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反应过程中测定的部分数据如表所示(表中t1反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol
0 1.20 0.60
t1 0.80
t2 0.20
下列说法不正确的是(　　)。
A.反应在t1 min内的平均速率为v(H2)= mol·L-1·min-1
B.保持其他外界条件不变,若起始时向容器中充入1.20 mol CO和1.20 mol H2O,反应在t1 min内的平均速率会增大
C.容器内混合气体的总压强不变,说明反应已经达到平衡状态
D.在t1 min到t2 min时间段内,上述可逆反应已经达到平衡状态
16.在2 L的恒容密闭容器中加入2 mol SO2、1 mol O2和催化剂,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(放热反应),温度对SO2的平衡转化率和催化效率的影响如图所示。下列说法正确的是(　　)。
A.平衡时,体系中一定存在c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)=2∶1∶2
B.450 ℃时,若3 min时达到平衡,则v(O2)=0.15 mol·L-1·min-1
C.合成SO3的最佳条件是不加催化剂,温度为250 ℃
D.可以通过延长反应时间,增大SO2的平衡转化率
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(12分)某研究小组探究原电池的原理并进行实验。
(1)下列反应中,可通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的是　　　(填序号)。
①CaCO3CaO+CO2↑
②Zn+Cu2+Cu+Zn2+
③Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
④CH4+2O2CO2+2H2O
(2)甲同学用导线将电流表与Zn片、Cu片相连接,插入盛有稀硫酸的烧杯中进行实验Ⅰ,如图1所示。
图1
①能证明化学能转化为电能的实验现象是电流表指针偏转、________________________。
②从构成原电池的基本要素来看,Zn的作用是_____________ (填字母,下同),稀硫酸的作用是________________________________。
A.电极反应物 B.电极材料
C.离子导体 D.电子导体
(3)乙同学想利用反应Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2设计一个原电池,请在图2上标明所使用的用品。
图2
(4)氢氧燃料电池是一种新型发电装置(如图3所示),下列叙述不正确的是_______________ (填字母)。
图3
A.通氢气的一极是正极,发生氧化反应
B.电子由a电极经溶液流向b电极
C.总反应为2H2+O22H2O
18.(12分)Ⅰ.N2H4、NH3等均可用作火箭推进剂。请回答下列问题:
某种运载火箭的推进器中装有还原剂肼N2H4(结构式为)和强氧化剂过氧化氢,一定量的N2H4(l)与H2O2(l)完全反应生成氮气和1 mol气态水的过程中的能量变化如图所示。
(1)该反应属于________________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)一定量的N2H4(l)与H2O2(l)完全反应生成4 mol H2O(g)时,能量变化情况为________________。
(3)若该反应过程中N2H4中有16 mol极性键发生断裂,则能量变化情况为__________________。
Ⅱ.某同学在用稀硫酸与铁块制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可增大氢气的生成速率。请回答下列问题:
(4)硫酸铜溶液可以增大氢气生成速率的原因是
　。
(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量铁块的反应瓶中,收集产生的气体。记录获得相同体积的气体所需时间。
实验混合溶液 A B C D E F
4 mol·L-1 H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 17.5 V10 10 0
请完成此实验设计,其中:V1=____________,V6=___________;
②该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会增大。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会减小。请分析氢气生成速率减小的主要原因:_________。
19.(14分)氮是动植物生长不可缺少的元素,合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大,发生的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
(1)合成氨的反应中的能量变化如图所示。该反应是________ (填“吸热”或“放热”)反应,其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量_______ (填“大于”或“小于”)生成物化学键形成放出的总能量。
(2)在2 L密闭容器内,t ℃时发生反应,在体系中,n(N2)随时间的变化如表所示:
时间/min 0 1 2 3 4 5
N2的物质 的量/mol 0.20 0.10 0.08 0.06 0.06 0.06
上述反应在第5 min时,N2的转化率为　 。
用H2表示从0~2 min内该反应的平均速率v(H2)=________。
根据上表数据,可以比较出0~1 min的平均反应速率比1~2 min的_____________________,请说明这两个时间段反应速率不同的原因_________________。
(3)在一定条件下,下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是______ (填字母)。
A.容器中N2、H2、NH3共存
B.N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2
C.容器中的压强不随时间变化
D.N2、NH3浓度相等
20.(14分)化学反应在发生物质变化的同时伴随着能量的变化,它是人类获取能量的重要途径之一,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。回答下列问题:
(1)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的反应过程如图所示:
该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应,生成2 mol HCl(g)吸收或放出的热量为_______________。
(2)下列变化中属于吸热反应的是_____________(填序号)。
①液态水汽化　②生石灰与水反应生成熟石灰　③CO2+C2CO　④Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合
(3)某化学反应中,设反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2。若E1(4)为了验证Fe2+与Cu2+的氧化性强弱,图中能达到实验目的的装置是________________(填序号),其正极的电极反应式为__________
　　　　　　　　　　　　　　　　　;若构建该原电池时两个电极的质量相等,当导线中通过0.4 mol电子时,两个电极的质量差为_____________g。
(5)CH4用于燃料电池后,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔石墨棒)。实验测得OH-定向移向A电极,则_________(填“A”或“B”)电极入口处通CH4,CH4参与的电极反应为　。
第六章　化学反应与能量
(满分:100分　考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.D
加热NH4Cl固体生成氨和HCl,氨与HCl常温下能化合生成氯化铵,两个反应的反应条件不同,不是可逆反应,故D项符合题目要求。
2.A
3.B
铁较为活泼,发生氧化反应为负极,石墨电极为正极。由分析可知,工作时,铁作负极,A项正确;总反应为铁与稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气,Fe+2H+Fe2++H2↑,B项错误;电子由负极流向正极,故从铁片经导线流向石墨,C项正确;H+在正极石墨表面被还原生成氢气,D项正确。
4.D
恒温恒容时通入稀有气体,参加反应的气体的浓度不变,反应速率不变,A项错误;恒温恒压下通入N2,体积增大,参加反应的气体的浓度减小,反应速率减小,B项错误;C是固体,增加C的量,不影响反应速率,C项错误;将炭块粉碎,增大了接触面积,反应速率增大,D项正确。
5.A
Fe与S的反应为放热反应,与图相符,A项正确;C与CO2反应、HCl与NaHCO3反应;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应均为吸热反应,与图不符,B、C、D三项错误。
6.D
5分钟时是一个时间点,而化学反应速率为平均速率,A项错误;物质A为固体,不能用浓度变化表示反应速率,B项错误;根据题给信息可知,5分钟内,v(C)==0.06 mol·L-1·min-1,根据反应速率之比等于化学计量数之比,可知5分钟内,v(D)=0.04 mol·L-1·min-1,故C项错误,D项正确。
7.B
化学平衡为动态平衡,v正=v逆≠0,故A项错误;氯酸钾分解制氧气,二氧化锰作催化剂,使用催化剂,能增大反应速率,故B项正确;向反应中加入硝酸钾固体,N(H+)具有强氧化性,与金属反应,不生成氢气,生成氮的氧化物,故C项错误;恒温恒容条件下,充入非反应气体Ne,组分浓度不变,化学反应速率不变,故D项错误。
8.D
根据电池总方程式3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH可知,放电时锌失去电子作负极,被氧化。
9.C
该反应为可逆反应,氮气不能完全转化为氨,故A项错误;达到化学平衡时,氮气、氢气和氨的物质的量浓度不再变化,但三者的比值不一定为1∶3∶2,故B项错误;达到化学平衡时,正、逆反应速率相等,氮气、氢气和氨的物质的量浓度不再变化,消耗a mol N2的同时一定消耗2a mol NH3,故C项正确;达到化学平衡时,正、逆反应速率相等,但反应不停止,则速率不为零,故D项错误。
10.A
2v生成(Y)=v消耗(Z)说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡,故A项正确;不同物质的速率之比等于其化学计量数比,v消耗(X)=3v消耗(R)才能说明正、逆反应速率相等,故B项错误;化学反应必然伴随能量变化,在绝热容器中反应时,当温度保持不变,说明反应达到平衡,但在恒温容器中反应时,温度保持不变,不能说明反应达到平衡,故C项错误;c(Y)∶c(X)∶c(Z)=2∶3∶4不能说明正、逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故D项错误。
11.D
a点时,A、B两物质反应的时间相同,但物质的量的变化量不同,反应速率不相等,故A项错误;5 min时,反应达平衡,是动态平衡,不是反应停止,故B项错误;5 min内Δn(A)=0.8 mol-0.2 mol=0.6 mol,A的转化率为×100%=75%,故C项错误;反应达到平衡时,A的物质的量由0.8 mol减少为0.2 mol,变化量为0.6 mol,A为反应物,B的物质的量由0增加到0.4 mol,变化量为0.4 mol,C的物质的量由0增加到0.2 mol,变化量为0.2 mol,B、C为生成物,化学反应计量数之比等于物质的物质的量变化量之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.6 mol∶0.4 mol∶0.2 mol=3∶2∶1,则反应的化学方程式为3A(g)2B(g)+C(g),故D项正确。
12.B
图1没有形成闭合电路,没有构成原电池,所示装置不能将化学能转化为电能,故A项错误;图2是酸性锌锰电池,锌锰干电池属于一次电池,锌筒作负极不断被消耗,故B项正确;图3是“纸电池”,当电解质溶液为氯化钠溶液时,锌为负极,铜为正极,空气中的氧气在铜片表面得电子,故C项错误;图4电池镁为正极,铝为负极,电子从铝电极流向镁电极,负极电极反应式为Al+4OH--3e-[Al(OH)4]-,故D项错误。
13.D
由图中信息可知,125 s时反应达到化学平衡状态,故A项正确;由图中信息可知,反应正向进行,反应体系中c(NO2)增大,所以混合气体的颜色逐渐变深,故B项正确;由于正反应吸热,由图中信息可知,反应正向进行,绝热条件下容器内温度逐渐降低,故C项正确;前100 s内,NO2浓度的变化为c==0.40 mol·L-1,化学反应速率v==0.004 mol·L-1·s-1,故D项错误。
14.C
Mg、活性炭和KOH浓溶液构成原电池,Mg易失电子作负极,活性炭作正极,负极的电极反应式为Mg+2OH--2e-Mg(OH)2,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,电池反应式为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2。由上述分析可知,a为负极,b为正极,原电池工作时,电流由正极流向负极,即电流从b出发经外电路到a,A项正确;活性炭可吸附氧气,使正极上氧气的浓度增大,增大O2在正极上的反应速率,B项正确;由上述分析可知,负极的电极反应式为Mg+2OH--2e-Mg(OH)2,C项错误;根据关系式O2~4e-可知,当电路中转移1 mol电子时,消耗0.25 mol氧气,标准状况下体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L,D项正确。
15.C
根据表中数据,反应在t1 min内的平均速率v(CO)= mol·L-1·min-1,根据速率之比等于化学计量数之比,v(H2)=v(CO)= mol·L-1·min-1,A项正确;保持其他外界条件不变,若起始时向容器中充入1.20 mol CO和1.20 mol H2O,即增大H2O(g)的浓度,化学反应速率增大,反应在t1 min内的平均速率会增大,B项正确;该反应前后气体总分子数不变,恒温恒容容器中建立平衡时,混合气体的总物质的量始终不变,容器内混合气体的总压强始终不变,容器内混合气体的总压强不变不能说明反应已经达到平衡状态,C项错误;0~t1 min时间段内消耗CO物质的量为1.20 mol-0.80 mol=0.40 mol,根据方程式知,此时间段内消耗H2O的物质的量为0.40 mol,t1 min时H2O的物质的量为0.60 mol-0.40 mol=0.20 mol,与t2 min时H2O的物质的量相等,说明在t1 min到t2 min时间段内,上述可逆反应已经达到平衡状态,D项正确。
16.B
平衡时,各组分浓度保持不变,c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)不一定等于2∶1∶2,故A项错误;450 ℃时,若3 min时达到平衡,SO2的平衡转化率为90%,SO2的浓度变化量为0.9 mol·L-1,v(SO2)=0.3 mol·L-1·min-1,速率比等于化学计量数比,故v(O2)=0.15 mol·L-1·min-1,B项正确;加入催化剂可以增大反应速率,缩短反应达到平衡的时间,故合成SO3的最佳条件是加催化剂,温度为450 ℃,故C项错误;可逆反应达到平衡后,延长反应时间,反应物的转化率不会发生改变,故D项错误。
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.
(1)②④
(2)铜电极上产生气泡　AB　AC
(3)
(4)ABC
(3)根据原电池总反应:Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2以及装置图中电子移动方向可知,左端Cu作负极发生失电子的氧化反应,右端可以使用惰性电极如石墨,电解质溶液为氯化铁溶液。
(4)燃料电池中,燃料在负极发生失电子的氧化反应,氧气在正极发生得电子的还原反应,a电极为负极,b电极为正极。燃料氢气在负极发生失电子的氧化反应,通入氢气的一极为负极,故A项错误;电子由负极a经导线流向正极b,故B项错误;总反应:2H2+O22H2O,故C项错误。
18.
Ⅰ.(1)放热　(2)放热641.6 kJ　(3)放热2 566.4 kJ
Ⅱ.(4)CuSO4与Fe反应产生的Cu能与Fe形成Fe-Cu原电池,增大了氢气产生的速率
(5)①30　10　②加入的CuSO4较多时,生成的单质Cu会沉积在铁块的表面,减小了铁块与溶液的接触面积
Ⅰ.(1)反应物总能量大于生成物总能量,该反应属于放热反应。(2)N2H4(l)与H2O2(l)完全反应生成氮气和1 mol气态水,放出160.4 kJ的能量,一定量的N2H4(l)与H2O2(l)完全反应生成4 mol H2O(g)时,则生成4 mol H2O(g)放出的热量为4×160.4 kJ=641.6 kJ。(3)由N2H4的结构式可知,1 mol N2H4中含4 mol极性键,若该反应过程中N2H4中有16 mol极性键发生断裂,则反应中消耗4 mol N2H4(l),生成16 mol H2O(g),放出的热量为16×160.4 kJ=2 566.4 kJ。
Ⅱ.(4)CuSO4与Fe反应产生的Cu能与Fe形成Fe-Cu原电池,增大了氢气产生的速率。(5)①为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,须确保硫酸的浓度相等、加入的铁块相同,因此加入的硫酸必须一样多,故V1=V2=V3=V4=V5=30 mL;加入的饱和CuSO4溶液和水的体积之和也必须相同,由F组可知二者体积之和应为20 mL,故V6=10。②加入的CuSO4较多时,生成的单质Cu会沉积在铁块的表面,减小了铁块与溶液的接触面积。
19.
(1)放热　小于
(2)70%　0.09 mol·L-1·min-1　大　随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率减小
(3)C
(1)根据图像可知,反应物总能量大于生成物总能量,因此该反应是放热反应;由于断键吸热,形成化学键放热,所以反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成放出的总能量。
(2)①上述反应在第5 min时,氮气的物质的量是0.06 mol,消耗氮气的物质的量是0.20 mol-0.06 mol=0.14 mol,N2的转化率为×100%=70%。②前2分钟内,消耗氮气的物质的量是0.20 mol-0.08 mol=0.12 mol,根据方程式可知,消耗氢气的物质的量是0.36 mol,浓度是0.18 mol·L-1,用H2表示从0~2 min内该反应的平均速率v(H2)==0.09 mol·L-1·min-1。③根据表中数据可知,0~1 min消耗氮气的物质的量是0.10 mol,1~2 min内消耗氮气的物质的量是0.02 mol,所以0~1 min的平均反应速率比1~2 min的大,这是由于随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率减小,所以0~1 min的平均反应速率比1~2 min的大。
(3)容器中N2、H2、NH3共存不能说明正、逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,A项错误;N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2,不能说明正、逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,B项错误;正反应为体积减小的反应,压强是变量,容器中的压强不随时间变化,说明反应达到平衡状态,C项正确;N2、NH3浓度相等不能说明正、逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,D项错误。
20.
(1)放热　183 kJ　(2)③④　(3)B　(4)②　Cu2++2e-Cu　24　(5)A　CH4+10OH--8e-C+7H2O
(2)①液态水汽化需要吸收能量,但该过程是物理变化,不符合题意;②生石灰与水反应生成熟石灰反应放出大量的热,不符合题意;③二氧化碳与碳高温生成CO,反应为吸热反应,符合题意;④Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合发生如下反应Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O,该反应是典型的吸热反应,符合题意。
(3)E1(4)①中Fe在冷的浓硝酸中发生钝化,阻止Fe与浓硝酸进一步反应。Cu与浓硝酸发生反应:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,①中变化无法判断Fe2+与Cu2+的氧化性强弱。②中发生反应:CuCl2+FeCu+FeCl2,在该氧化还原反应中Cu2+为氧化剂,Fe2+为氧化产物,一般情况下,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性:Cu2+>Fe2+,利用②可以判断;原电池反应中正极上发生还原反应,物质得到电子,化合价降低,故正极电极反应式为Cu2++2e-Cu;导线中通过0.4 mol电子即有0.4 mol电子转移,正极生成0.2 mol铜,质量增加12.8 g,负极反应为Fe-2e-Fe2+,反应消耗铁0.2 mol,质量减少11.2 g,Fe电极减少11.2 g,石墨电极增加12.8 g,则两个电极的质量差为12.8 g+11.2 g=24 g。
(5)在原电池中,阴离子向负极移动。A极为负极,发生氧化反应;B极为正极,发生还原反应。CH4燃料电池的总反应为CH4+2O2CO2+2H2O。CH4是还原剂,发生氧化反应,故CH4应通入A极。在碱性条件下生成的CO2应以C形式存在于溶液中。因此,电极方程式为CH4+10OH--8e-C+7H2O。

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