“嫦娥一號”登月成功,實現(xiàn)了中國人“奔月”夢想.
“嫦娥一號”使用的推進劑是液氫和液氧,已知在298K時,氫氣(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃燒的熱學(xué)方程式:
H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
C(g)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.8kJ/mol
C8H18(l)+
25
2
O2(g)═8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol
相同質(zhì)量的H2、C、C8H18、CH4完全燃燒時,放熱最多的物質(zhì)是放熱最少的物質(zhì)的放熱量的
4.4
4.4
倍.(保留2位有效數(shù)字)
(2)已知:H2(g)═H2(l)△H=-0.92kJ/mol
O2(g)═O2(l)△H=-6.84kJ/mol
H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ/mol
請寫出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:
H2(l)+
1
2
O2(l)═H2O(g)△H=-237.5kJ/mol
H2(l)+
1
2
O2(l)═H2O(g)△H=-237.5kJ/mol

(3)氫氣、氧氣不僅燃燒能釋放熱能,二者形成的原電池還能提供電能,美國的探月飛船“阿波羅號”使用的就是氫氧燃料電池,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其電池反應(yīng)式為:
負極:
2H2+4OH--4e-=4H2O
2H2+4OH--4e-=4H2O
;正極:
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
分析:(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式的含義來計算等質(zhì)量的四種物質(zhì)燃燒放出的熱量多少;
(2)根據(jù)蓋斯定律來計算化學(xué)反應(yīng)的焓變,書寫熱化學(xué)方程式;
(3)根據(jù)燃料電池的工作原理:負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)來回答.
解答:解:(1)設(shè)質(zhì)量都為m,相同質(zhì)量的H2、C、C8H18、CH4完全燃燒時,放出熱量分別是
m
2
×285.8kJ、
m
12
×393.5kJ、
m
114
×5518kJ、
m
16
×890.3kJ,最大值應(yīng)為
m
2
×285.8kJ,最小值是
m
12
×393.5kJ,放熱最多的物質(zhì)是放熱最少的物質(zhì)的放熱量的4.4倍,故答案為:4.4;
(2)①H2(g)═H2(l)△H=-0.92kJ/mol
②O2(g)═CO2(l)△H=-6.84kJ/mol
③H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式可以是③-①-
1
2
×②,焓變也是相應(yīng)的代數(shù)和,所以液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式為H2(l)+
1
2
O2(l)═H2O(g)△H=-237.5kJ/mol;
(3)負極的反應(yīng)中氫氣失電子被氧化,氫氣失電子生成氫離子,氫離子和溶液中的氫氧根離子生成水,所以電極反應(yīng)式為2H2+4OH--4e-=4H2O;正極上是氧氣得電子被還原,氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子,所以電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-
故答案為:2H2+4OH--4e-=4H2O;O2+2H2O+4e-=4OH-
點評:本題考查血學(xué)生有關(guān)電化學(xué)和熱化學(xué)的綜合知識,注意知識的遷移和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵,難度不大.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

“嫦娥一號”登月成功,實現(xiàn)了中國人“奔月”的夢想.
(1)“嫦娥一號”使用的推進劑是液氫和液氧,這種推進劑的優(yōu)點是(請寫兩條):
氫氣燃燒放出的熱量多
氫氣燃燒放出的熱量多
,
產(chǎn)物為水,無污染
產(chǎn)物為水,無污染

(2)已知:25℃時,氫氣(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18,液體)、甲烷(CH4)的燃燒熱△H依次為-285.8kJ/mol、-393.5kJ/mol、-5518kJ/mol、-890.3kJ/mol.又知下列變化過程的焓變:
H2(g)=H2(l)△H=-0.92kJ?mol-1;O2(g)=O2(l)△H=-6.84kJ?mol-1;
H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ?mol-1.請根據(jù)上述信息填寫下列空白:
①相同質(zhì)量的H2、C、C8H18、CH4完全燃燒時,放出熱量最多的是(填化學(xué)式)
H2
H2

②寫出表示辛烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式
C8H18(l)+
25
2
O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ?mol-1
C8H18(l)+
25
2
O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ?mol-1

③計算下列a、b兩個反應(yīng)的反應(yīng)熱,將計算結(jié)果填入空白處.
a.H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H=
-241.8
-241.8
 kJ?mol-1
b.H2(l)+
1
2
O2(l)═H2O(g)△H=
-237.5
-237.5
 kJ?mol-1
④已知H-H鍵鍵能為436kJ/mol,H-O鍵的鍵能為463.4kJ/mol,請合理選擇③中的一個反應(yīng),計算O=O鍵鍵能為
498
498
kJ/mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

月球作為地球的衛(wèi)星被專家視為地球的“后院”和“第八大洲”,有著可以為人類利用的豐富資源.現(xiàn)有科學(xué)探索發(fā)現(xiàn),月球上蘊藏著豐富的鈦、鐵、鈾、釷、稀土、鎂、磷、硅、鈉、鉀、鎳、鉻、錳等礦產(chǎn),其中鈦鐵礦(FeTiOx),不僅是生產(chǎn)金屬鐵、鈦的原料,它所含的氧還是未來月球基地生活用水和生產(chǎn)用水的重要來源.月球的土壤和巖石中蘊藏著豐富的“氦-3”燃料,“氦-3”是一種高效、清潔、安全、廉價的核聚變發(fā)電燃料.在地球礦產(chǎn)資源面臨耗盡、石油枯竭遲早到來的情況下,載人航天登上月球,可以使之成為人類探測宇宙的前哨,對解決人類持續(xù)發(fā)展即將面臨的難題具有重大意義.
設(shè)計問題:根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)我國于2010年10月1日成功發(fā)射的“嫦娥二號”將對月球進行全球性、整體性和綜合性探測,月球上蘊藏著豐富的鈦、鐵、鈾、釷、稀土、鎂、磷、硅、鈉、鉀、鎳、鉻、錳等礦產(chǎn),這里的鈦、鐵、鈾…指的是
 
.(原子或元素)
(2)“嫦娥一號”所用的燃料是液態(tài)氫,助燃劑是液態(tài)氧,燃燒時產(chǎn)生巨大推動力將“嫦娥”送上了太空.
①寫出氫氣燃燒的化學(xué)方程式
 

②液態(tài)氫作燃料除了燃燒時產(chǎn)生較大的推動力外,另一個與環(huán)保有關(guān)的優(yōu)點是
 

(3)月球巖層中含有較豐富的鎂資源.利用鎂能在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳,同時放出大量熱,以解決人類在月球上生存的燃料問題,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 
.你對二氧化碳滅火的啟示
 

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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年河北省衡水中學(xué)高一下學(xué)期三調(diào)考試化學(xué)試卷 (帶解析) 題型:填空題

(12分)(1)“嫦娥一號”登月成功,實現(xiàn)了中國人“奔月”的夢想.“嫦娥一號”使用的推進劑是液氫和液氧,這種推進劑的優(yōu)點是相同質(zhì)量時,氫氣放出的熱量多,產(chǎn)物為水無污染。
已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol  ;  H2(g)=H2(l) ΔH=-0.92 kJ/mol
O2(g)=O2(l) ΔH=-6.84 kJ/mol   ;  H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol
請寫出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:_______________________________.
(2)已知:①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)       ΔH=-176 kJ/mol
②NH3(g)+H2O(l)===NH3·H2O(aq)    ΔH=-35.1 kJ/mol
③HCl(g)===HCl(aq)    ΔH= -72.3 kJ/mol
④NH3·H2O(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l)  ΔH=-52.3 kJ/mol
則NH4Cl(s)===NH4Cl(aq)的ΔH=______                  
(3)分別取40 mL的0.50 mol/L鹽酸與0.55 mol/L氫氧化鈉溶液進行中和反應(yīng).通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱.請回答下列問題.
① 理論上稀強酸、稀強堿反應(yīng)生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量,寫出表示稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式                                    __
② 假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g/cm3,又知中和后生成溶液的比熱容
c=4.18 J/(g·℃).為了計算中和熱,實驗時還需測量的數(shù)據(jù)有(填序號)__________;

A.反應(yīng)前鹽酸溶液的溫度B.反應(yīng)前鹽酸溶液的質(zhì)量
C.反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的溫度D.反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的質(zhì)量
E.反應(yīng)后混合溶液的最高溫度     F.反應(yīng)后混合溶液的質(zhì)量
③ 某學(xué)生實驗記錄數(shù)據(jù)如下:
實驗
序號
起始溫度t1/℃
終止溫度t2/℃
鹽酸
氫氧化鈉
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依據(jù)該學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)計算,該實驗測得的中和熱ΔH=__________             __;
④假定該學(xué)生的操作完全同上,實驗中改用100 mL 0.5 mol/L鹽酸跟100 mL 0.55 mol/L氫氧化鈉溶液進行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”),所求中和熱__________(填“相等”或“不相等”).

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科目:高中化學(xué) 來源:2014屆河北省高一下學(xué)期三調(diào)考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

(12分)(1)“嫦娥一號”登月成功,實現(xiàn)了中國人“奔月”的夢想.“嫦娥一號”使用的推進劑是液氫和液氧,這種推進劑的優(yōu)點是相同質(zhì)量時,氫氣放出的熱量多,產(chǎn)物為水無污染。

已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol  ;  H2(g)=H2(l) ΔH=-0.92 kJ/mol

O2(g)=O2(l) ΔH=-6.84 kJ/mol   ;  H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol

請寫出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:_______________________________.

(2)已知:①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)        ΔH=-176 kJ/mol

②NH3(g)+H2O(l)===NH3·H2O(aq)     ΔH =-35.1 kJ/mol

③HCl(g)===HCl(aq)      ΔH = -72.3 kJ/mol

④NH3·H2O(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l)   ΔH=-52.3 kJ/mol

則NH4Cl(s)===NH4Cl(aq)的ΔH=______                   

(3)分別取40 mL的0.50 mol/L鹽酸與0.55 mol/L氫氧化鈉溶液進行中和反應(yīng).通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱.請回答下列問題.

① 理論上稀強酸、稀強堿反應(yīng)生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量,寫出表示稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式                                     __

② 假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g/cm3,又知中和后生成溶液的比熱容

c=4.18 J/(g·℃).為了計算中和熱,實驗時還需測量的數(shù)據(jù)有(填序號)__________;

A.反應(yīng)前鹽酸溶液的溫度         B.反應(yīng)前鹽酸溶液的質(zhì)量

C.反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的溫度     D.反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的質(zhì)量

E.反應(yīng)后混合溶液的最高溫度     F.反應(yīng)后混合溶液的質(zhì)量

③ 某學(xué)生實驗記錄數(shù)據(jù)如下:

實驗

序號

起始溫度t1/℃

終止溫度t2/℃

鹽酸

氫氧化鈉

混合溶液

1

20.0

20.1

23.2

2

20.2

20.4

23.4

3

20.5

20.6

23.6

依據(jù)該學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)計算,該實驗測得的中和熱ΔH=__________              __;

④假定該學(xué)生的操作完全同上,實驗中改用100 mL 0.5 mol/L鹽酸跟100 mL 0.55 mol/L氫氧化鈉溶液進行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”),所求中和熱__________(填“相等”或“不相等”).

 

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