Question

2．已知在25℃、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：
（1）生成物能量总和小于（填“大于”、“小于”或“等于”）反应物能量总和．
（2）若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量＜570kJ（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）某固体酸燃料电池以CsHSO₄固体为电解质传递H⁺，其基本结构见图，电池总反应可表示为：2H₂+O₂═2H₂O，则其工作时b极电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，在电池内部H⁺的流动方向为：由a极经固体酸膜流向b极．

Answer 1

分析 （1）反应热与反应物和生成物总能量有关，反应物总能量大于生成物总能量，反应放热，反之吸热；
（2）物质的聚集状态不同，反应热不同，气态物质变为液态物质放热，反之吸热；
（3）根据电池总反应：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，反应为H₂-2e^-═2H⁺，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，反应为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，即从a极流向b极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即H⁺由a极通过固体酸电解质传递到b极；

解答 解：（1）反应放热，则生成物的总能量小于反应物的总能量，故答案为：小于；
（2）2mol氢气完全燃烧生成液态水放出570kJ的热量，但液态水变为气态水要吸热，若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量小于570kJ，故故答案为：＜；
（3）该电池为酸性电池，通入氧气的b极为电池的正极，发生还原反应，b极上的电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O； 原电池中，a极氢气失电子生成H⁺，阳离子向正极移动，所以H⁺由a极通过固体酸电解质传递到b极，故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；a；b．

点评 本题考查较为综合，涉及化学反应能量的计算，原电池的工作原理以及电极反应式的书写，题目难度中等，注意把握原电池电极反应式的书写方法．