Question

“嫦娥一号”登月成功，实现了中国人“奔月”梦想．
“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧，已知在298K时，氢气（H₂）、碳（C）、辛烷（C₈H₁₈）、甲烷（CH₄）燃烧的热学方程式：
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
C（g）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.8kJ/mol
C₈H₁₈（l）+

25

2

O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（l）△H=-5518kJ/mol
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol
相同质量的H₂、C、C₈H₁₈、CH₄完全燃烧时，放热最多的物质是放热最少的物质的放热量的

4.4

倍．（保留2位有效数字）
（2）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
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：

H₂（l）+

1

2

O₂（l）═H₂O（g）△H=-237.5kJ/mol

．
（3）氢气、氧气不仅燃烧能释放热能，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，电解质溶液为KOH溶液，其电池反应式为：
负极：

2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O

；正极：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

Answer 1

分析：（1）根据热化学方程式的含义来计算等质量的四种物质燃烧放出的热量多少；
（2）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变，书写热化学方程式；
（3）根据燃料电池的工作原理：负极上是燃料发生失电子的氧化反应，正极上是氧气发生得电子的还原反应来回答．

解答：解：（1）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，最小值是

m

12

×393.5kJ，放热最多的物质是放热最少的物质的放热量的4.4倍，故答案为：4.4；
（2）①H₂（g）═H₂（l）△H=-0.92kJ/mol
②O₂（g）═CO₂（l）△H=-6.84kJ/mol
③H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ/mol
根据盖斯定律，液氢和液氧生成气态水的热化学方程式可以是③-①-

1

2

×②，焓变也是相应的代数和，所以液氢和液氧生成气态水的热化学方程式为H₂（l）+

1

2

O₂（l）═H₂O（g）△H=-237.5kJ/mol；
（3）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^-．
故答案为：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评：本题考查血学生有关电化学和热化学的综合知识，注意知识的迁移和应用是解题的关键，难度不大．