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(jù)以上所給的數(shù)據(jù)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

考點：化學電源新型電池,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化,電化學專題

分析：（1）由信息可知，H-H鍵能為436kJ/mol，O=O鍵能為496kJ/mol，H-O鍵能為436kJ/mol，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）中，△H=反應物中鍵能和-生成物中鍵能和，以此來解答；
（2）氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，溶液的酸堿性不同，電極反應式不同，酸性溶液中負極反應為：2H₂-4e^-=4H⁺，正極反應為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；堿性溶液中負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，正極反應為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應都為2H₂+O₂=2H₂O，可根據(jù)溶液氫離子或氫氧根離子濃度的變化判斷溶液的pH．

解答： 解：（1）常溫下拆開1mol H₂中的化學鍵要吸收436kJ的能量，拆開1mol O₂中的化學鍵要吸收496kJ的能量，形成水分子中的1mol H-O鍵要放出463kJ的能量，則H-H鍵能為436kJ/mol，O=O鍵能為496kJ/mol，H-O鍵能為436kJ/mol，由2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）中，△H=反應物中鍵能和-生成物中鍵能和=2×436kJ/mol+496kJ/mol-4×463kJ/mol=-484kJ/mol，故答案為：-484kJ/mol；
（2）①氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，酸性溶液中負極反應為：2H₂-4e^-=4H⁺，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，酸性溶液中正極反應為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O，反應生成水，溶液氫離子濃度降低，pH增大，
故答案為：2H₂-4e^-=4H⁺；O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；2H₂+O₂=2H₂O；變大；
②氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，堿性溶液中負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，堿性溶液中正極反應為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O，反應生成水，溶液氫氧根離子離子濃度降低，pH減小，
故答案為：2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2H₂+O₂=2H₂O；變�。�

點評：本題考查反應熱的計算，為高頻考點，把握鍵能與反應熱的關系、焓變正負的意義為解答的關鍵，側重分析能力與計算能力的考查，題目難度不大．