Question

3．CO、H₂、CH₄、C₂H₅OH是常用的燃料，它們每1mol分別完全燃燒生成CO₂（g）及H₂O（l）時(shí)，放出的熱量依次為283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、1366.8kJ．
（1）相同質(zhì)量的以上四種燃料，完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是H₂；
（2）甲烷完全燃燒放出的熱量是445.15kJ，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol；
（3）已知斷開1mol CO、1mol O₂中的化學(xué)鍵，需要消耗的能量分別為1075kJ、496kJ，則形成1molCO₂（g）中的化學(xué)鍵釋放的能量為1606kJ；
（4）氫氧燃料電池已用于航天飛機(jī)，其構(gòu)造如圖所示，則A極為電池的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極，電池的總反應(yīng)式為2H₂+O₂=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)CO、H₂、CH₄、C₂H₅OH的相對(duì)分子質(zhì)量分別為28、2、16、46和每1mol分別完全燃燒生成CO₂（g）及H₂O（l）時(shí)，放出的熱量依次為283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、1366.8kJ，計(jì)算1gCO、H₂、CH₄、C₂H₅OH完全燃燒時(shí)，放出熱量進(jìn)行比較；
（2）根據(jù)1molCH₄完全燃燒生成CO₂（g）及H₂O（l）時(shí)，放出的熱量依次為890.3kJ，即轉(zhuǎn)移4-（-4）=8mol電子進(jìn)行計(jì)算；
（3）根據(jù)一氧化碳的燃燒熱結(jié)合焓變等于反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和進(jìn)行計(jì)算；
（4）氫氧燃料電池燃料為負(fù)極，氧氣為正極，總反應(yīng)即燃燒反應(yīng)．

解答 解：（1）CO、H₂、CH₄、C₂H₅OH的相對(duì)分子質(zhì)量分別為28、2、16、46，又因?yàn)樗鼈兠?mol分別完全燃燒生成CO₂（g）及H₂O（l）時(shí)，放出的熱量依次為283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、1366.8kJ，所以1gCO、H₂、CH₄、C₂H₅OH完全燃燒時(shí)，放出熱量分別為：$\frac{283}{28}$，$\frac{285.8}{2}$，$\frac{890.3}{16}$，$\frac{1366.8}{46}$，則相同質(zhì)量的以上四種燃料，完全燃燒時(shí)放出熱量最多的是H₂，故答案為：H₂；
（2）由題意，1molCH₄完全燃燒生成CO₂（g）及H₂O（l）時(shí)，放出的熱量依次為890.3kJ，即轉(zhuǎn)移4-（-4）=8mol電子，所以甲烷完全燃燒放出的熱量是445.15kJ，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為$\frac{445.15}{890.3}$×8=4mol，故答案為：4；
（3）由題意，1molCO完全燃燒生成CO₂（g）及H₂O（l）時(shí)，放出的熱量依次為283kJ，又焓變等于反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和，所以設(shè)形成1molCO₂（g）中的化學(xué)鍵釋放的能量為xKJ，則-283=1075+$\frac{1}{2}$×496-x，解得x=1606KJ，故答案為：1606；
（4）氫氧燃料電池燃料為負(fù)極，氧氣為正極，所以A極為電池的負(fù)極，總反應(yīng)即燃燒反應(yīng)即2H₂+O₂=2H₂O，故答案為：負(fù)；2H₂+O₂=2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算知識(shí)以及燃料電池的原理，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)來(lái)回答，難度不大．