已知在25 0 C、1.013×10 5 Pa下，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量，请回答下列问题（H 2 O相

Question

已知在25 0 C、1.013×10 5 Pa下，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量，请回答下列问题（H 2 O相对分子质量为18）： （1）若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量 _ __570 kJ（填“＞”、“＜”或“＝”）。（2）现有25 0 C、1.013×10 5 Pa下的H 2 和CH 4 的混合气体0.5mol，完全燃烧生成一定质量的CO 2 气体和10.8gH 2 O（l），放出203kJ的热量，则1molCH 4 完全燃烧生成CO 2 气体和H 2 O（l）的热化学方程式为 。（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成。 该电池的正极为：______（填A或B）。电极反应式为 _______ _ _ ___ 。（4）若将上述装置中通入H 2 的改成CH 4 气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总反应为：CH 4 +2O 2 +2KOH = K 2 CO 3 +3H 2 O ，则该电池的负极反应式为：____ __ _ _ 。

Answer 1

（1）＜；（2）CH 4 （g）＋2O 2 （g）＝CO 2 （g）＋2H 2 O（l）；△H＝－890kJ/mol （3）B ； O 2 ＋2H 2 O＋4e － =4OH － （4）CH 4 ＋10OH － －8e － = CO 3 2- +7H 2 O

试题分析：（1）同样多的同种物质在气态时含有的能量比固态是高，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量，所以若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量小于570 kJ。（2）n(H 2 O)= 10.8g÷18g/mol=0.6mol.假设混合气体中含有氢气、甲烷的物质的量分别为x、y,则x+y=0.5；x+2y=0.6.解得x=0.4mol;y=0.1mol。1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量，则0.4mol氢气燃烧放出热量为0.4mol×285kJ/mol=114KJ,那么0.1mol的甲烷完全燃烧放出热量是203kJ－114KJ=89KJ。所以1molCH 4  完全燃烧生成CO 2 气体和H 2 O（l）的热化学方程式是CH 4 （g）＋2O 2 （g）＝CO 2 （g）＋2H 2 O（l）；△H＝－890kJ/mol；（3）在该燃料电池中通入H 2 的电极是负极；通入O 2 的电极在正极。即A是负极；B是正极。正极的电极反应式为O 2 ＋2H 2 O＋4e － =4OH － ；（4）若将上述装置中通入H 2 的改成CH 4 气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总反应为：CH 4 +2O 2 +2KOH = K 2 CO 3 +3H 2 O ，通入甲烷的电极是负极，由于电解质溶液为碱，因此反应得到的物质是K 2 CO 3 .则该电池的负极反应式为CH 4 ＋10OH － －8e － = CO 3 2- +7H 2 O。