Question

14．能源是現(xiàn)代文明的原動力，通過化學方法可以使能量按人們所期望的形式轉化，從而開辟新能源和提高能源的利用率．
（1）氫氣在O₂中燃燒的反應是放熱反應（填“放”或“吸”），這是由于反應物的總能量大于生成物的總能量（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）；
（2）從化學反應的本質角度來看，是由于斷裂反應物中的化學鍵吸收的總能量小于形成產物的化學鍵放出的總能量．已知破壞1mol H-H鍵、1mol O=O鍵、1mol H-O鍵時分別需要吸收436kJ、498kJ、463kJ的能量．則2mol H₂（g）和1mol O₂（g）轉化為2mol H₂O（g）時放出的熱量為482kJ．
（3）通過氫氣的燃燒反應，可以把氫氣中蘊含的化學能轉化為熱能，如果將該氧化還原反應設計成原電池裝置，就可以把氫氣中蘊含的化學能轉化為電能，下圖就是能夠實現(xiàn)該轉化的裝置（其中電解質溶液為KOH溶液），被稱為氫氧燃料電池．該電池的正極是b電極（填a電極或b電極），負極反應式為H₂+2e^-+2OH^-=2H₂O．
（4）某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質，已知正極上發(fā)生的電極反應式為：O₂+4e^-═2O^2-
則負極上發(fā)生的電極反應式為2H₂+2O^2--4e^-═2H₂O；電子從該極流出（填“流入”或“流出”）．

Answer 1

分析 （1）燃燒反應都是放熱反應，根據(jù)能量守恒判斷；
（2）根據(jù)原電池的負極：失電子，發(fā)生氧化反應；正極：得電子，反應還原反應，焓變等于反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和判斷；
（3）根據(jù)原電池電極反應，負極：失電子，發(fā)生氧化反應；正極：得電子，反應還原反應，所以氫氧燃料電池，負極上氫氣反應，失電子生成氫離子；
（4）氫氣在負極失去電子發(fā)生氧化反應，電子從負極流出．

解答 解：（1）燃燒反應都是放熱反應，所以氫氣的燃燒反應是放熱反應，根據(jù)能量守恒定律，放熱反應是反應物的總能量大于生成物的總能量，故答案為：放；大于；
（2）化學反應的本質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成，放熱反應的本質是斷裂反應物中的化學鍵吸收的總能量小于形成產物的化學鍵放出的總能量，
焓變等于反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，則2mol H₂（g）和1mol O₂（g）轉化為2mol H₂O（g）時放出的熱量為（2×436+498-4×463）=482kJ，故答案為：小于；482kJ；
（3）根據(jù)原電池電極反應，負極：失電子，發(fā)生氧化反應；正極：得電子，反應還原反應，所以氫氧燃料電池，負極上氫氣反應，失電子生成氫離子，反應為H₂+2e^-+2 OH^-=2H₂O，
故答案為：b電極；H₂+2e^-+2 OH^-=2H₂O；
（4）氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質，氫氣在負極失去電子發(fā)生氧化反應，電極方程式為：2H₂+2O^2--4e^-═2H₂O，電子從負極流出，
故答案為：2H₂+2O^2--4e^-═2H₂O；流出．

點評 本題考查了原電池的基本原理，判斷兩電極，正確書寫電極反應方程式，要關注電解質溶液是什么及是否參與反應，難度不大，容易得分．