Question

“嫦娥一號”登月成功，實現了中國人“奔月”夢想．
“嫦娥一號”使用的推進劑是液氫和液氧，已知在298K時，氫氣（H₂）、碳（C）、辛烷（C₈H₁₈）、甲烷（CH₄）燃燒的熱學方程式：
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
C（g）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.8kJ/mol
C₈H₁₈（l）+

25

2

O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（l）△H=-5518kJ/mol
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol
相同質量的H₂、C、C₈H₁₈、CH₄完全燃燒時，放熱最多的物質是放熱最少的物質的放熱量的

4.4

倍．（保留2位有效數字）
（2）已知：H₂（g）═H₂（l）△H=-0.92kJ/mol
O₂（g）═O₂（l）△H=-6.84kJ/mol
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ/mol
請寫出液氫和液氧生成氣態水的熱化學方程式：

H₂（l）+

1

2

O₂（l）═H₂O（g）△H=-237.5kJ/mol

．
（3）氫氣、氧氣不僅燃燒能釋放熱能，二者形成的原電池還能提供電能，美國的探月飛船“阿波羅號”使用的就是氫氧燃料電池，電解質溶液為KOH溶液，其電池反應式為：
負極：

2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O

；正極：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

Answer 1

分析：（1）根據熱化學方程式的含義來計算等質量的四種物質燃燒放出的熱量多少；
（2）根據蓋斯定律來計算化學反應的焓變，書寫熱化學方程式；
（3）根據燃料電池的工作原理：負極上是燃料發生失電子的氧化反應，正極上是氧氣發生得電子的還原反應來回答．

解答：解：（1）設質量都為m，相同質量的H₂、C、C₈H₁₈、CH₄完全燃燒時，放出熱量分別是

m

2

×285.8kJ、

m

12

×393.5kJ、

m

114

×5518kJ、

m

16

×890.3kJ，最大值應為

m

2

×285.8kJ，最小值是

m

12

×393.5kJ，放熱最多的物質是放熱最少的物質的放熱量的4.4倍，故答案為：4.4；
（2）①H₂（g）═H₂（l）△H=-0.92kJ/mol
②O₂（g）═CO₂（l）△H=-6.84kJ/mol
③H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ/mol
根據蓋斯定律，液氫和液氧生成氣態水的熱化學方程式可以是③-①-

1

2

×②，焓變也是相應的代數和，所以液氫和液氧生成氣態水的熱化學方程式為H₂（l）+

1

2

O₂（l）═H₂O（g）△H=-237.5kJ/mol；
（3）負極的反應中氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，氫離子和溶液中的氫氧根離子生成水，所以電極反應式為2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；正極上是氧氣得電子被還原，氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，所以電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
故答案為：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評：本題考查血學生有關電化學和熱化學的綜合知識，注意知識的遷移和應用是解題的關鍵，難度不大．