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5．科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展．
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是C．（选填字母）
A．电解水   B．锌和稀硫酸反应    C．光解海水    D．分解天然气
（2）用水分解获得氢气的能量变化如图1所示，表示使用催化剂是曲线b．该反应为吸热（放热还是吸热）反应．

（3）1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量，写出其完全燃烧的热化学方程式：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6 kJ•mol-1 ．
（4）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行图2所示实验：
①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-．
②图2装置中，某一铜电极的质量减轻6.4g，则a极上消耗的O2在标准状况下的体积为1.12L．

分析 （1）开发较经济且资源可持续利用的制氢气方法，消耗能源越少越好；
（2）催化剂能降低反应活化能，当反应物总能量大于生成物总能量时，该反应是放热反应，当反应物总能量小于生成物总能量时，该反应是吸热反应；
（3）1g氢气的物质的量为0.5mol，1g氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量，则2mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量=$\frac{142.9kJ}{0.5mol}$=571.6 kJ，据此书写其热化学反应方程式；
（4）①氢氧燃料电池中，氧气在正极得电子生成氢氧根离子；
②铜电极质量减轻6.4g，则转移电子的物质的量=$\frac{6.4g}{64g/mol}$×2=0.2mol，根据转移电子守恒计算消耗氧气体积；

解答 解：（1）开发较经济且资源可持续利用的制氢气方法，消耗能源越少越好，
A．电解水浪费能源，所以该方法不好，故不选；
B．锌、稀硫酸价格较高，不经济，所以该方法不好，故不选；
C．光解海水能源消耗低，经济，该方法好，故选；
D．分解天然气浪费能源，所以该方法不好，故不选；
故选C；
（2）催化剂能降低反应活化能，所以b曲线使用催化剂，根据反应物和生成物总能量相对大小知，该反应是吸热反应，
故答案为：b；吸热；
（3）1g氢气的物质的量为0.5mol，1g氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量，则2mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量=$\frac{142.9kJ}{0.5mol}$=571.6 kJ，该热化学反应方程式为：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6 kJ•mol-1 ，故答案为：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6 kJ•mol-1 ；
（4）①氢氧燃料电池中，氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
②铜电极质量减轻6.4g，则转移电子的物质的量=$\frac{6.4g}{64g/mol}$×2=0.2mol，通入氧气的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据转移电子相等得，
设通入氧气体积为V，
O2+4e-+2H2O=4OH-
22.4L          4mol
V              0.2mol
$\frac{22.4L}{V}$=$\frac{4}{0.2}$，
解得V=1.12L，
故答案为：1.12L．

点评 本题考查较综合，涉及原电池和电解池原理、燃烧热化学反应方程式的书写、催化剂的作用等知识点，根据转移电子相等进行电解池、原电池反应的计算，知道催化剂能改变活化能，但不改变反应热，题目难度不大．

练习册系列答案
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