12.“嫦娥一号”探月成功,实现了中国人“奔月”的梦想.
(1)“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧,这种推进剂的优点除产生的热量大之外,还具有的优点是____________________.
(2)下列是298 K时,氢气(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式:
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
C(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5518 kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3 kJ/mol
相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最多的是________.
(3)已知: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
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式____________________________.如果此次“嫦娥一号”所携带的燃料为1.08吨,液氢、液氧恰好完全反应生成气态水,总共释放能量________kJ(保留3位有效数字).
(4)氢气、氧气不仅燃烧时能释放热能,二者形成的原电池还能提供电能,美国的探月飞船“阿波罗号”使用的就是氢氧燃料电池,电解液为KOH溶液,其电池反应为:
负极放电的物质为________,
正极:______________________________,
总反应式:__________________________.
解析:(1)因产物只有H2O,不污染成为这种推进剂的优点.
(2)假设都为1 g物质,H2放出热量kJ=142.9kJ;C放出热量为:=32.79
kJ;C8H18放出热量为:=48.40
kJ;CH4放出热量为=55.64
kJ.故放出热量最多的是H2.
(3)由①H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8
kJ/mol
②H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92
kJ/mol;
③O2(g)===O2(l) ΔH=-6.84
kJ/mol;
④H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0
kJ/mol
①-②-③×+④得
H2(l)+O2(l)===H2O(g) ΔH=-237.46
kJ/mol.
若携带1.08吨燃料,又完全生成气态水,则m(H2)∶m(O2)=1∶8,即H2有0.12吨,H2的物质的量为=6×104
mol,放出能量为6×104×237.46
kJ=1.42×107
kJ.
(4)负极失电子的物质是H2.
正极:O2+2H2O+4e-===4OH-
总反应式:2H2+O2===2H2O
答案:(1)产物为水,无污染 (2)H2
(3)H2(l)+O2(l)===H2O(g) ΔH=-237.46 kJ/mol 1.42×107
(4)H2 O2+2H2O+4e-===4OH-
2H2+O2===2H2O