Question

5．氢气是未来最理想的能源之一，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛（TiO₂）表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H₂O $\frac{\underline{\;激光\;}}{TiO_{2}}$2H₂↑+O₂↑．试回答下列问题：
（1）分解海水的反应属于吸热反应（填“放热”或“吸热”）．
（2）在化工生产中氢气也是生产盐酸的重要原料，已知断开1mol H₂中的化学键需吸收436kJ的热量，断开1mol Cl₂中的化学键需吸收243kJ的热量，而断开1mol HCl分子中的化学键吸收431kJ的热量，写出H₂和Cl₂反应的热化学方程式H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-183kJ/mol．
（3）在许多领域已广泛使用氢氧燃料电池，它可以使用多种物质作为电解质．其中一种用固体金属化合物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：
A极：2H₂+2O^2--4e^-═2H₂O           B极：O₂+4e^-═2O^2-
则B极是电池的正极；如果使用KOH溶液作为电解质，写出负极的电极反应2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O（或H₂+2OH^--2e^-=2H₂O）．

Answer 1

分析 （1）水在催化剂和激光条件下分解，吸收能量；
（2）反应的反应热=拆化学键吸收的能量-形成化学键放出的能量，以此书写热化学方程式；
（3）B极氧气得电子被还原，如果使用KOH溶液作为电解质，负极上氢气失去电子生成水．

解答 解：（1）水在催化剂和激光条件下分解，吸收能量，为吸热反应，故答案为：吸热；
（2）反应热=断裂化学键吸收的能量-形成化学键放出的能量=436 kJ/mol+243 kJ/mol-2×431 kJ/mol=-183kJ/molKJ，所以H₂与Cl₂反应的热化学方程式为 H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-183 kJ/mol，
故答案为：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=-183 kJ/mol；
（3）B极氧气得电子被还原，为正极反应，如果使用KOH溶液作为电解质，负极上氢气失去电子生成水，电极方程式为2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O  （或H₂+2OH^--2e^-=2H₂O ），
故答案为：正；2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O  （或H₂+2OH^--2e^-=2H₂O ）．

点评 本题考查化学电源新型电池以及原电池的工作原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握原电池的工作原理以及电极反应，题目难度不大，本题注意基础知识的积累．