Question

【題目】氫氣是未來最理想的能源，最近科學(xué)家研制出利用太陽能產(chǎn)生激光，在二氧化鈦(TiO2)表面作用使海水分解得到氫氣的新技術(shù)：2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氫氣可用于燃料電池。請回答下列問題：

(1)太陽光分解海水時，實(shí)現(xiàn)了_____能轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>_______能，二氧化鈦?zhàn)?/span>_______。生成的氫氣用于燃料電池時，實(shí)現(xiàn)了_______能轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>_______能。太陽光分解海水的反應(yīng)屬于_______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

(2)某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì)，兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為：A極：2H2＋2O2-－4e-=2H2O；B極：O2＋4e-=2O2-，則A極是電池的________極；電子從該極________(填“流入”或“流出”)。

(3)請根據(jù)下列信息，寫出H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式________。

H2O(l) = H2O(g) ΔH = +44kJ/mol

Answer 1

【答案】太陽 化學(xué) 催化劑 化學(xué) 電 吸熱 負(fù) 流出 H2(g) +O2(g) = H2O(l) ΔH = -289kJ/mol

【解析】

(1)水在催化劑和激光條件下分解，屬于吸熱反應(yīng)，

(2)根據(jù)原電池原理分析，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電流從正極流出，電子的方向與電流相反；

(3)由燃燒熱的定義及蓋斯定律書寫；

(1) 科學(xué)家利用太陽能在催化劑（二氧化鈦）作用下，使海水分解生成氫氣和氧氣，在這個過程中太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，生成的氫氣用于燃料電池時，是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，氫氣在氧氣中燃燒是放熱反�?yīng)，水分解為氧氣和氫氣是吸熱反應(yīng)；答案是：太陽； 化學(xué)； 催化劑 ；化學(xué)； 電；吸熱；

(2)氫氧燃料電池工作時， 氫氣在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，A極反應(yīng)為2H2＋2O2-－4e-=2H2O，氫氣失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以A極是負(fù)極，原電池中電流從正極流出，電子的流向與電流方向相反，所以電子從負(fù)極流出，即電子從A極流出，答案為：負(fù)；流出；

(3) ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和—生成物的鍵能總和，由信息可知反應(yīng)①H2(g)+O2(g)=H2O(g)的ΔH=(436+249-930) kJ/mol=-245 kJ/mol，又知反應(yīng)②H2O(l) = H2O(g) ΔH = +44kJ/mol，H2的燃燒熱是指1mol H2完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物即液態(tài)水所放出的熱量，根據(jù)蓋斯定律，用反應(yīng)①-②可得到：H2(g) +O2(g) = H2O(l) ΔH =(-245-44) kJ/mol= -289kJ/mol，答案為：H2(g) +O2(g) = H2O(l) ΔH = -289kJ/mol。