Question

已知在250C、1.013×105Pa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（H2O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250C、1.013×105Pa下的H2和CH4的混合气体0.5mol，完全燃烧生成一定质量的CO2气体和10.8gH2O（l），放出203kJ的热量，则1molCH4 完全燃烧生成CO2气体和H2O（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H2的改成CH4气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总反应为：CH4+2O2+2KOH = K2CO3+3H2O ，则该电池的负极反应式为：______ _ _ 。

 

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】

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(H2O)= 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1molCH4 完全燃烧生成CO2气体和H2O（l）的热化学方程式是CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）；△H＝－890kJ/mol；（3）在该燃料电池中通入H2的电极是负极；通入O2的电极在正极。即A是负极；B是正极。正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－；（4）若将上述装置中通入H2的改成CH4气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总反应为：CH4+2O2+2KOH = K2CO3+3H2O ，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K2CO3.则该电池的负极反应式为CH4＋10OH－－8e－ = CO32-+7H2O。

考点：考查物质的状态与能量的关系、热化学方程式的书写、原电池的电极反应和电极的判断的知识。