Question

【題目】能源是現(xiàn)代文明的原動(dòng)力，通過化學(xué)方法可以使能量按人們所期望的形式轉(zhuǎn)化，從而開辟新能源和提高能源的利用率．

（1）氫氣在O2中燃燒的反應(yīng)是______熱反應(yīng)（填“放”或“吸”），這是由于反應(yīng)物的總能量______生成物的總能量（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）；

（2）從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)角度來看，氫氣的燃燒是由于斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量______形成產(chǎn)物的化學(xué)鍵放出的總能量。已知破壞1mol H-H鍵、1mol O=O鍵、1mol H-O鍵時(shí)分別需要吸收a kJ、b kJ、c kJ的能量。則2mol H2（g）和1mol O2（g）轉(zhuǎn)化為2mol H2O（g）時(shí)放出的熱量為

____________________kJ。

（3）通過氫氣的燃燒反應(yīng)，可以把氫氣中蘊(yùn)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，如果將該氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池裝置，就可以把氫氣中蘊(yùn)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，下圖就是能夠?qū)崿F(xiàn)該轉(zhuǎn)化的裝置（其中電解質(zhì)溶液為KOH溶液），被稱為氫氧燃料電池．該電池的正極是___（填a或b），負(fù)極反應(yīng)式為______________。

(4)若將右圖中的氫氧燃料電池用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì)（能夠傳導(dǎo)O2－），已知正極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：O2＋4e－===2O2－則負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________；電子從________極(填a或b)流出。

Answer 1

【答案】 放 大于 小于 (4c－2a－b)KJ b H2 －2e-+ 2 OH- = 2H2O 2H2＋2O2－－4e－===2H2O a

【解析】(1)燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以氫氣的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)能量守恒定律，放熱反應(yīng)是反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故答案為：放；大于；

(2)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，放熱反應(yīng)的本質(zhì)是斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成產(chǎn)物的化學(xué)鍵放出的總能量，

焓變等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，則2molH2(g)和1molO2(g)轉(zhuǎn)化為2molH2O(g)時(shí)的△H=(2×a+b-4×c)kJ＜0，則放出的熱量為(4c－2a－b)KJ，故答案為：小于；(4c－2a－b)KJ；

(3)根據(jù)原電池電極反應(yīng)，負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極：得電子，反應(yīng)還原反應(yīng)，所以氫氧燃料電池，負(fù)極上氫氣反應(yīng)，失電子生成氫離子，反應(yīng)為H2+2e-+2OH-=2H2O，故答案為：b電極；H2+2e-+2OH-=2H2O；

(4)氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì)，氫氣在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為：2H2+2O2--4e-═2H2O，電子從負(fù)極流出，即從a口流出，故答案為：2H2+2O2--4e-═2H2O；a。