Question

(12分)(1)氫能源是21世紀極具有發展前景的新能源之一，它既是綠色能源，又可循環使用。請在下圖的每個空格中填上循環過程中反應物和生成物的分子式，以完成理想的氫能源循環體系圖(循環中接受太陽能的物質在自然界中廣泛存在)：

①_____，②_____。從能量轉換的角度看，過程Ⅱ應是____能轉化為_____能。

(2)圖中的燃料電池也可以用A和氧氣為原料。已知A分子是由碳和氫兩元素的原子構成，并且8.00 g A中含有3.01×10²³個分子。實驗測得在298 K時，1 mol該氣體完全燃燒生成液態水和二氧化碳，放出890 kJ的熱量。

①寫出該氣體的化學式：______。

②寫出1 mol該氣體燃燒時的熱化學反應方程式：_____________。

③已知1 mol液態的水變成氣態水時需要吸收44 kJ的熱量，則1 mol該氣體完全燃燒生成氣態水和二氧化碳時放出的熱量為________kJ。

④若該燃料電池中的電解質溶液為氫氧化鉀溶液，則：電池正極反應為______________。

 

Answer 1

【答案】

（12分）

(1)①H₂O  　②H₂和O₂　   化學     　電

(2)①CH₄  　 ②CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝－890 kJ/mol

③802　  ④4H₂O＋2O₂＋8e^－===8OH^－

【解析】（1）水在太陽能作用下分解為氫氣和氧氣，而氫氣和氧氣通過發生原電池反應產生電能，同時生成水。

（2）①由題意很容易可知A的式量為16，屬于烴，也只能為甲烷；

②CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝－890 kJ/mol

③H₂O(l)= H₂O(g)  ΔH＝+44 kJ/mol，將③+2×②，可得：

CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－802 kJ/mol

④氧氣得電子生成氫氧根離子：4H₂O＋2O₂＋8e^－===8OH^－