Question

【题目】已知：2H2＋O22H2O。

（1）该反应1g氢气完全燃烧放出热量121.6kJ，其中断裂1molH-H键吸收436kJ，断裂1molO=O键吸收496kJ，那么形成1molH-O键放出热量____________________。

（2）原电池是直接把化学能转化为电能的装置。

I.航天技术上使用的氢－氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。下图是氢－氧燃料电池的装置图。则：

①溶液中OH-移向________电极（填“a”或“b”）。

②b电极附近pH_____________。(填增大、减小或不变)

③如把H2改为甲烷，则电极反应式为：正极：____________________________，负极：________________________________。

II.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：产生氢气的体积___________________________________L。（标准状况）

Answer 1

【答案】 463.6kJ a 增大 O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ CH4－8e－＋10OH－＝CO32－＋7H2O 4.48

【解析】（1）根据ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量计算；

（2）I.根据原电池的工作原理分析解答；

II.锌作负极，失去电子，银作正极，溶液中的氢离子在正极放电，据此解答。

（1）1g氢气完全燃烧放出热量121.6kJ，则2mol氢气即4g氢气完全燃烧放出热量为4×121.6kJ＝486.4kJ；其中断裂1molH-H键吸收436kJ，断裂1molO=O键吸收496kJ，因此有2×436+496－2×2×x＝－486.4，解得x＝463.6，即形成1molH-O键放出热量为463.6kJ；

（2）I.根据电子的流向可知a电极是负极，b电极是正极。则

①原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则溶液中OH-移向a电极。

②b电极是正极，氧气得到电子转化为氢氧根，氢氧根浓度增大，则b电极附近pH增大；

③如把氢气改为甲烷，由于电解质溶液显碱性，则负极甲烷失去电子转化为碳酸根，电极反应式为CH4－8e－＋10OH－＝CO32－＋7H2O，正极氧气得到电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－。

II.金属性锌大于银，锌作负极，失去电子，银作正极，溶液中的氢离子在正极放电。若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，减少的质量就是参加反应的锌的质量，为13g，物质的量是13g÷65g/mol＝0.2mol，转移0.4mol电子，根据电子得失守恒可知生成氢气是0.4mol÷2＝0.2mol，在标准状况下的体积是0.2mol×22.4L/mol＝4.48L。