Question

“嫦娥一号”的登月成功，实现了中国人“奔月”的梦想
（1）2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H=-393.5kJ?mol^-1
C₈H₁₈（l）+12.5O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（l）；△H=-5518kJ?mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-890kJ?mol^-1
相同质量的H₂、C、C₈H₁₈、CH₄完全燃烧时，放出热量最多的是

 

（2）CH₄、O₂不仅燃烧能放出热量，二者形成的原电池还能提供电能．“嫦娥一号”绕月飞行部分使用的燃料电池，如图所示
①电极A为

 

极，其电极反应式为：

 

电极B为

 

极，其电极反应式为：

 

②工作一段时间后，当生成0.3molCO₂时，转移电子数目为

 

个
（3）已知在常温常压下
①H₂O（g）=H₂O（l）△H₁=-44.0kJ．mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₁=-566kJ．mol^-1
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-802.0kJ．mol^-1
则假设按不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学电源新型电池

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）根据Q=

m

M

×△H计算；
（2）燃料电池的负极是燃料失电子的氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律 计算所得热化学方程式．

解答： 解：（1）设质量都为m，相同质量的H₂、C、C₈H₁₈、CH₄完全燃烧时，放出热量分别是

m

2

×

1

2

×571kJ、

m

12

×393.5kJ、

m

114

×5518kJ、

m

16

×890.3kJ，最大值应为

m

2

×

1

2

×571kJ，故答案为：H₂；
（2）①甲烷燃料电池中，甲烷在反应中被氧化，即A为负极，应从负极通入甲烷，又因为是KOH溶液，不可能生成H⁺，负极反应为2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-，B为正极，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：负；CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺；正；O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
②依据电极反应方程式得出，每生成1mol二氧化碳，转移电子数为8mol，现生成0.3mol二氧化碳气体，则转移电子数为0.3×8=2.4mol，故答案为：2.4N_A；
（3）①H₂O（g）=H₂O（l）△H₁=-44.0kJ．mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₁=-566kJ．mol^-1
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-802.0kJ．mol^-1
依据盖斯定律计算，③-②×

1

2

+2×①得到甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：CH₄（g）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-802-

1

2

×（-566）+2×（-44）=-607kJ/mol；故答案为：CH₄（g）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-607kJ/mol．

点评：本题是一道热化学和电化学知识相结合的考查题，要求学生熟悉电解池的工作原理，会书写电极反应式，难度不大．