Question

已知拆开1molH₂需要消耗436kJ能量，拆开1molO₂需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molH－O能够释放463kJ能量。根据以上所给的数据计算反应：
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ；△H =                   。
（2）如图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为H₂SO₄溶液时)和碱式[当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时]两种。试回答下列问题：
 
①酸式电池的电极反应：负极________________，正极______________；电池总反应：______________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②碱式电池的电极反应：负极________________，正极______________；电池总反应：______________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

Answer 1

（1）－484kJ/mol
（2）①2H₂-4e^-＝4H⁺     O₂+4e^-+4H⁺＝2H₂O     2H₂+O₂＝2H₂O  变大
②2H₂-4e^-+4OH^-＝4H₂O   O₂+4e^-+2H₂O＝4OH^-   2H₂+O₂＝2H₂O  变小

试题分析：（1）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，则根据键能可知，该反应的反应热△H＝436kJ/mol×2＋496kJ/mol－2×2×463kJ/mol＝－484kJ/mol。
（2）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。因此在氢氧燃料电池中，氢气在负极通入，失去电子。氧气在正极通入，得到电子。
①如果是酸式电池，则电极反应是负极2H₂-4e^-＝4H⁺，正极O₂+4e^-+4H⁺＝2H₂O；电池总反应：2H₂+O₂＝2H₂O；反应中有水生成，氢离子的浓度降低，所以电解质溶液pH变大。
①如果是碱式电池，则电极反应是负极2H₂-4e^-+4OH^-＝4H₂O，正极O₂+4e^-+2H₂O＝4OH^-；电池总反应：2H₂+O₂＝2H₂O；反应中有水生成，OH^－的浓度降低，所以电解质溶液pH变小。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力的培养，有利于培养学生的灵活应变能力和规范答题能力。