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______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：______．
（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：______；正極：______．

Answer 1

（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^-．