Question

科學(xué)家認(rèn)為，氫氣是一種高效而無污染的理想能源．
（1）4克H₂完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出571.6kJ的熱量，請(qǐng)寫出表示H₂燃燒熱的熱化學(xué)方程式：

 

．
（2）阿波羅號(hào)宇宙飛船上使用的電池是氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為：2H₂+O₂═2H₂O，電解質(zhì)溶液為H₂SO₄溶液．寫出正極的電極反應(yīng)式：

 

；電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH不斷

 

（填增大、減小或不變）
（3）近年來已經(jīng)研制出甲醇燃料電池，該電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)n=

m

M

計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量結(jié)合燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成溫度氧化物放出的熱量解答；
（2）根據(jù)反應(yīng)2H₂+O₂=2H₂O可知，反應(yīng)中氫氣失電子被氧化，應(yīng)在負(fù)極上的反應(yīng)，氧氣得電子被還原，應(yīng)在正極上的反應(yīng)，根據(jù)得失電子及反應(yīng)類型寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式，根據(jù)溶液中氫離子濃度的變化判斷溶液PH值的變化；
（3）甲醇燃料電池中，甲醇從負(fù)極通入，在反應(yīng)中失電子被氧化，堿性條件下生成碳酸根離子和水．

解答： 解：（1）4克H₂的物質(zhì)的量為n=

m

M

=

4g

2g/mol

=2mol，生成液態(tài)水時(shí)放出571.6kJ的熱量，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成溫度氧化物放出的熱量，所以H₂燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O （1）△H=-285.8 kJ?mol^-1，
故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O （1）△H=-285.8 kJ?mol^-1；
（2）氫氧燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，該反應(yīng)在酸性環(huán)境中，負(fù)極上氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，正極上氧氣得電子被還原，氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水，所以正極上電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的水越來越多，溶質(zhì)硫酸的量不變，所以導(dǎo)致溶液的濃度降低，所以溶液的PH值增大；
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；增大；       
（3）在甲醇燃料電池中，負(fù)極上是燃料甲醇發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)為：CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O；
故答案為：CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了H₂燃燒熱的熱化學(xué)方程式書寫、原電池原理的應(yīng)用，主要考查了燃料電池的電極方程式的書寫，題目難度不大，注意電解質(zhì)溶液的酸堿性對(duì)電極方程式的影響．