Question

已知在25℃、1.013×10⁵Pa下，1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285kJ的熱量，請回答下列問題：
（1）生成物能量總和

小于

（填“大于”、“小于”或“等于”）反應(yīng)物能量總和
（2）若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量

＜

（填“＞”、“＜”或“=”）570kJ
（3）現(xiàn)有25⁰C、1.013×10⁵Pa下的H₂和CH₄的混合氣體0.5mol 完全燃燒生成一定質(zhì)量的CO₂氣體和10.8gH₂O（l），放出203kJ的熱量，則1molCH₄完全燃燒生成CO₂氣體和H₂O（l）放出的熱量為

890

kJ．
（4）美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構(gòu)造如圖所示：A、B兩個電極均由多孔的碳塊組成．
該電池的正極式為：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．若該電池工作時增加了1mol H₂O，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

2mol

．
（5）如果將上述裝置中通入的H₂改成CH₄氣體，也可以組成一個原電池裝置，電池的總反應(yīng)方程式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H_2⁰，則該電池的負極反應(yīng)式為：

CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O

．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)熱與反應(yīng)物和生成物總能量有關(guān)，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)放熱，反之吸熱；
（2）物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱不同，氣態(tài)物質(zhì)變?yōu)橐簯B(tài)物質(zhì)放熱，反之吸熱；
（3）根據(jù)氫氣的反應(yīng)熱和氣體總物質(zhì)的量利用能量守恒計算；
（4）堿性氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)的總反應(yīng)式計算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（5）通入甲烷的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)式判斷．

解答：解：（1）反應(yīng)放熱，則生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量，故答案為：小于；
（2）2mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出570kJ的熱量，但液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水要吸熱，若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量小于570kJ，故故答案為：＜；
（3）設(shè)混合氣體中含有xmolCH₄，則H₂的物質(zhì)的量為（0.5-x）mol，設(shè)1molCH₄完全燃燒生成CO₂氣體和H₂O（l）放出的熱量為QkJ，
則有：

xQ+(0.5-x)×285=203(能量守恒) 2x+(0.5-x)= 10.8 18 (質(zhì)量守恒)

解之得：x=0.1，Q=890，
故答案為：890；
（4）堿性氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H₂-2e^-+OH^-=2H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，總反應(yīng)式為O₂+2H₂=2H₂O，生成1molH₂O時，有

1

2

O₂參加反應(yīng)，注意的電子的物質(zhì)的量為2mol，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2mol；
（5）根據(jù)總反應(yīng)式可知，通入甲烷的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

點評：本題考查較為綜合，涉及化學(xué)反應(yīng)能量的計算，原電池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等，注意把握原電池電極反應(yīng)式的書寫方法．