Question

【题目】“嫦娥一号”探月成功，实现了中国人奔月的梦想

（1）“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点除产生的热量大之外，还具有的优点是_______________________。

（2）下列是298K时，氢气（H2）、碳（C）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）燃烧的热化学方程式：

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

C（g）＋O2（g）=CO2（g） ΔH＝－393.5 kJ/mol

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

CH4（g）＋2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890.3 kJ/mol

相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是________________。

（3）已知：H2（g）=H2（l） ΔH＝－0.92 kJ/mol

O2（g）=O2（l） ΔH＝－6.84 kJ/mol

H2O（l）=H2O（g） ΔH＝＋44.0 kJ/mol

请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式_______________。如果此次“嫦娥一号”所携带的燃料为1.08吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量___________kJ（保留3位有效数字）。

（4）氢气、氧气不仅燃烧时能释放热能，二者形成的原电池还能提供电能，美国的探月飞船“阿波罗号”使用的就是氢氧燃料电池，电解液为KOH溶液，其电池反应为：负极放电的物质为__________________，正极：__________________，总反应式：__________________。

Answer 1

【答案】（1）产物为水，无污染 （2）H2

（3） H2（l）＋1/2O2（I）=H2O（g） ΔH＝－237.5kJ/mol 1.42×107

（4） H2 O2+2H2O+4e-=4OH- O2+2H2=2H2O

【解析】

试题分析：（1）液氢和液氧反应生成水，产物无污染，氢气燃烧放出大量的热量，故答案为：氢气放出的热量多；产物为水，无污染；

（2）设质量都为m，相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量分别是m/2×285.8kJ、m/12×393.5kJ、m/114×5518kJ、m/16×890.3kJ，最大值应为m/2×285.8kJ，因此相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是H2；

（3）①H2（g）═H2（l）△H=-0.92kJ/mol

②O2（g）═O2（l）△H=-6.84kJ/mol

③H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0kJ/mol

液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：H2（l）+1/2O2（l）═H2O（g）△H，

根据盖斯定律，③-①-1/2×②得热化学方程式为H2（l）+1/2O2（l）═H2O（g）△H=-237.5kJ/mol；

根据质量守恒定律，液氢、液氧恰好完全时生成气态水为1.08吨，n（H2O）==6×104mol，总共释放能量Q=6×104mol×237.5kJ≈1.43×107kJ；

（4）负极的反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水，所以电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O；正极上是氧气得电子被还原，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，总电极反应式为O2+2H2=2H2O。