Question

（08山東省沂水三中診斷）（17分）“嫦娥一號”登月成功，實(shí)現(xiàn)了中國人“奔月”的夢想。

   （1）“嫦娥一號”使用的推進(jìn)劑是液氫和液氧，這種推進(jìn)劑的優(yōu)點(diǎn)是                                          。（請寫兩條）

   （2）下列是298K時(shí)，氫氣（H₂）、碳（C）、辛烷（C₈H₁₈）、甲烷（CH₄）燃燒的熱學(xué)化方程式：

    H₂（g）+1/2O₂（g）   H₂O（l）；△H=－285.8kJ/mol

        C（g）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=－393.5kJ/mol

        C₈H₁₈（l）+25/2O₂（g）  8CO₂（g）+9H₂O（l）；△H=－5518kJ/mol

        CH₄（g）+2O₂（g）   CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=890.3kJ/mol

        相同質(zhì)量的H₂、C、C₈H₁₈、CH₄完全燃燒時(shí)，放出熱量最多的是          ，通過計(jì)算說明等質(zhì)量的氫氣和碳燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量的比是        （保留1位小數(shù)）。

   （3）已知：H₂（g）=H₂（l）；△H=－0.92kJ/mol    O₂（g）  O₂（l）；△H=－6.84kJ/mol

        H₂O（l）=H₂O（g）；△H=44.0kJ/mol

      請寫出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：                            。

        如果此次嫦娥一號所攜帶的燃料為45噸，液氫、液氧恰好完全反應(yīng)生成氣態(tài)水，總共釋放能量          kJ（保留3位有效數(shù)字）。

   （4）氫氣、氧氣不僅燃燒時(shí)能釋放熱能，二者形成的原電池還能提供電能，美國的探月飛船“阿波羅號”使用的就是氫氧燃料電池，電解液為KOH溶液，其電池反應(yīng)式為：負(fù)極：                         ； 正極：                        ；

        總反應(yīng)式：                                       。

   （5）若用氫氧燃料電池電解由NaCl和CuSO₄組成的混合溶液，其中c（Na⁺）=3c（Cu²⁺）=0.3mol?L^―1，取該混合液100mL用石墨做電極進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，在陰極收集到0.112L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體。（寫出計(jì)算過程）

        ①若溶液體積仍為100mL，此時(shí)溶液的pH為多少？（不考慮硫酸銅水解）

        ②此時(shí)氫氧燃料電池中消耗H₂和O₂的質(zhì)量各是多少？（保留2位小數(shù)）

 

Answer 1

答案：（1）相同質(zhì)量時(shí)，氫氣放出的熱量多（1分）；產(chǎn)物為水，無污染（1分）

   （2）H₂（1分），4.4:1（1分）

   （3）H₂O（l）+1/2O₂（l）  H₂O（g）；△H=－237.46kJ/mol（2分） 5.94×10⁸（2分）

   （4）負(fù)極：2H₂+4OH^―－4e^―  4H₂O（1分）正極：O₂+2H₂O+4e^―  4OH^―（1分）

總反應(yīng)式：2H₂+O₂   2H₂O（1分）

   （5）（①3分；②3分）

 ①陰極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^―=Cu    2H⁺+2e^―=H₂↑

當(dāng)陰極收集到氫氣0.112L時(shí)，銅已反應(yīng)完全，共轉(zhuǎn)移電子0.03mol，

此時(shí)陽極2Cl^―－2e^―=Cl₂↑反應(yīng)恰好完全。

溶液中剩余的[OH^―]=0.1mol/L，溶液PH=13。

②設(shè)消耗H₂和O₂的質(zhì)量分別為x、y。

2H₂      +     O₂          2H₂O    ~   4e^―

4g           32g                     4mol

x             y                    0.03mol

解得：x=0.03g   y=0.24g

所以，消耗H₂  0.03g；消耗O₂ 0.24g。