Question

已知在250C、1.013×105Pa下，1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285kJ的熱量，請回答下列問題（H2O相對分子質(zhì)量為18）：

（1）若2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量 _ __570 kJ（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）現(xiàn)有250C、1.013×105Pa下的H2和CH4的混合氣體0.5mol，完全燃燒生成一定質(zhì)量的CO2氣體和10.8gH2O（l），放出203kJ的熱量，則1molCH4 完全燃燒生成CO2氣體和H2O（l）的熱化學(xué)方程式為 。

（3）美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構(gòu)造如圖所示：A、B兩個(gè)電極均由多孔的碳塊組成。

該電池的正極為：______（填A(yù)或B）。電極反應(yīng)式為 ________ ____ 。

（4）若將上述裝置中通入H2的改成CH4氣體，也可以組成一個(gè)原電池裝置，電池的總反應(yīng)為：CH4+2O2+2KOH = K2CO3+3H2O ，則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：______ _ _ 。

 

Answer 1

（1）＜；（2）CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）；△H＝－890kJ/mol

（3）B ； O2＋2H2O＋4e－=4OH－（4）CH4＋10OH－－8e－ = CO32-+7H2O

【解析】

試題分析：（1）同樣多的同種物質(zhì)在氣態(tài)時(shí)含有的能量比固態(tài)是高，1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285kJ的熱量，所以若2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量小于570 kJ。（2）n(H2O)= 10.8g÷18g/mol=0.6mol.假設(shè)混合氣體中含有氫氣、甲烷的物質(zhì)的量分別為x、y,則x+y=0.5；x+2y=0.6.解得x=0.4mol;y=0.1mol。1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285kJ的熱量，則0.4mol氫氣燃燒放出熱量為0.4mol×285kJ/mol=114KJ,那么0.1mol的甲烷完全燃燒放出熱量是203kJ－114KJ=89KJ。所以1molCH4 完全燃燒生成CO2氣體和H2O（l）的熱化學(xué)方程式是CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）；△H＝－890kJ/mol；（3）在該燃料電池中通入H2的電極是負(fù)極；通入O2的電極在正極。即A是負(fù)極；B是正極。正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－；（4）若將上述裝置中通入H2的改成CH4氣體，也可以組成一個(gè)原電池裝置，電池的總反應(yīng)為：CH4+2O2+2KOH = K2CO3+3H2O ，通入甲烷的電極是負(fù)極，由于電解質(zhì)溶液為堿，因此反應(yīng)得到的物質(zhì)是K2CO3.則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH4＋10OH－－8e－ = CO32-+7H2O。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)的狀態(tài)與能量的關(guān)系、熱化學(xué)方程式的書寫、原電池的電極反應(yīng)和電極的判斷的知識(shí)。