Question

科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源．
（1）4克H₂完全燃烧生成液态水时放出571.6kJ的热量，请写出表示H₂燃烧热的热化学方程式：

 

．
（2）阿波罗号宇宙飞船上使用的电池是氢氧燃料电池，其电池反应为：2H₂+O₂═2H₂O，电解质溶液为H₂SO₄溶液．写出正极的电极反应式：

 

；电池工作时，电解质溶液的pH不断

 

（填增大、减小或不变）
（3）近年来已经研制出甲醇燃料电池，该电池的电解质溶液为KOH溶液，写出该电池负极的电极反应式：

 

．

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n=

m

M

计算氢气的物质的量结合燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物放出的热量解答；
（2）根据反应2H₂+O₂=2H₂O可知，反应中氢气失电子被氧化，应在负极上的反应，氧气得电子被还原，应在正极上的反应，根据得失电子及反应类型写出相应的电极反应式，根据溶液中氢离子浓度的变化判断溶液PH值的变化；
（3）甲醇燃料电池中，甲醇从负极通入，在反应中失电子被氧化，碱性条件下生成碳酸根离子和水．

解答： 解：（1）4克H₂的物质的量为n=

m

M

=

4g

2g/mol

=2mol，生成液态水时放出571.6kJ的热量，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物放出的热量，所以H₂燃烧热的热化学方程式为：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O （1）△H=-285.8 kJ?mol^-1，
故答案为：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O （1）△H=-285.8 kJ?mol^-1；
（2）氢氧燃料电池是将化学能转化为电能的装置，该反应在酸性环境中，负极上氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，正极上氧气得电子被还原，氧气得电子和溶液中的氢离子生成水，所以正极上电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质硫酸的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以溶液的PH值增大；
故答案为：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；增大；       
（3）在甲醇燃料电池中，负极上是燃料甲醇发生失电子的氧化反应，在碱性环境下，电极反应为：CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O；
故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O．

点评：本题考查了H₂燃烧热的热化学方程式书写、原电池原理的应用，主要考查了燃料电池的电极方程式的书写，题目难度不大，注意电解质溶液的酸碱性对电极方程式的影响．