Question

已知在25℃、1.013×10⁵Pa下，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量，请回答下列问题：
（1）生成物能量总和

小于

（填“大于”、“小于”或“等于”）反应物能量总和
（2）若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量

＜

（填“＞”、“＜”或“=”）570kJ
（3）现有25⁰C、1.013×10⁵Pa下的H₂和CH₄的混合气体0.5mol 完全燃烧生成一定质量的CO₂气体和10.8gH₂O（l），放出203kJ的热量，则1molCH₄完全燃烧生成CO₂气体和H₂O（l）放出的热量为

890

kJ．
（4）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成．
该电池的正极式为：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．若该电池工作时增加了1mol H₂O，电路中转移电子的物质的量为

2mol

．
（5）如果将上述装置中通入的H₂改成CH₄气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总反应方程式为：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H_2⁰，则该电池的负极反应式为：

CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O

．

Answer 1

分析：（1）反应热与反应物和生成物总能量有关，反应物总能量大于生成物总能量，反应放热，反之吸热；
（2）物质的聚集状态不同，反应热不同，气态物质变为液态物质放热，反之吸热；
（3）根据氢气的反应热和气体总物质的量利用能量守恒计算；
（4）碱性氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，根据反应的总反应式计算转移电子的物质的量；
（5）通入甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，根据总反应式判断．

解答：解：（1）反应放热，则生成物的总能量小于反应物的总能量，故答案为：小于；
（2）2mol氢气完全燃烧生成液态水放出570kJ的热量，但液态水变为气态水要吸热，若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量小于570kJ，故故答案为：＜；
（3）设混合气体中含有xmolCH₄，则H₂的物质的量为（0.5-x）mol，设1molCH₄完全燃烧生成CO₂气体和H₂O（l）放出的热量为QkJ，
则有：

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

解之得：x=0.1，Q=890，
故答案为：890；
（4）碱性氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为H₂-2e^-+OH^-=2H₂O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，总反应式为O₂+2H₂=2H₂O，生成1molH₂O时，有

1

2

O₂参加反应，注意的电子的物质的量为2mol，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2mol；
（5）根据总反应式可知，通入甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

点评：本题考查较为综合，涉及化学反应能量的计算，原电池的工作原理以及电极反应式的书写，题目难度中等，注意把握原电池电极反应式的书写方法．