Question

已知拆開1molH₂需要消耗436kJ能量，拆開1molO₂需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molH－O能夠釋放463kJ能量。根據以上所給的數據計算反應：
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ；△H =                   。
（2）如圖所示，可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸式(當電解質溶液為H₂SO₄溶液時)和堿式[當電解質溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時]兩種。試回答下列問題：
 
①酸式電池的電極反應：負極________________，正極______________；電池總反應：______________；電解質溶液pH的變化________(填“變大”、“變小”或“不變”)。
②堿式電池的電極反應：負極________________，正極______________；電池總反應：______________；電解質溶液pH的變化________(填“變大”、“變小”或“不變”)。

Answer 1

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

解析試題分析：（1）反應熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，則根據鍵能可知，該反應的反應熱△H＝436kJ/mol×2＋496kJ/mol－2×2×463kJ/mol＝－484kJ/mol。
（2）原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應。因此在氫氧燃料電池中，氫氣在負極通入，失去電子。氧氣在正極通入，得到電子。
①如果是酸式電池，則電極反應是負極2H₂-4e^-＝4H⁺，正極O₂+4e^-+4H⁺＝2H₂O；電池總反應：2H₂+O₂＝2H₂O；反應中有水生成，氫離子的濃度降低，所以電解質溶液pH變大。
①如果是堿式電池，則電極反應是負極2H₂-4e^-+4OH^-＝4H₂O，正極O₂+4e^-+2H₂O＝4OH^-；電池總反應：2H₂+O₂＝2H₂O；反應中有水生成，OH^－的濃度降低，所以電解質溶液pH變小。
考點：考查反應熱的計算、氫氧燃料電池中電極反應式的書寫等
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題在注重對學生基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力的培養，有利于培養學生的靈活應變能力和規范答題能力。