Question

已知拆開(kāi)1molH₂需要消耗436kJ能量，拆開(kāi)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(jì)算反應(yīng)：
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(dāng)電解質(zhì)溶液為H₂SO₄溶液時(shí)）和堿式[當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH（aq）或KOH（aq）時(shí)]兩種．試回答下列問(wèn)題：
1式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極

 

，正極

 

；電池總反應(yīng)：

 

；電解質(zhì)溶液pH的變化

 

（填“變大”、“變小”或“不變”）．
②堿式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極

 

，正極

 

；電池總反應(yīng)：

 

；電解質(zhì)溶液pH的變化

 

（填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池,熱化學(xué)方程式

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專(zhuān)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(yīng)物中鍵能和-生成物中鍵能和，以此來(lái)解答；
（2）氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，溶液的酸堿性不同，電極反應(yīng)式不同，酸性溶液中負(fù)極反應(yīng)為：2H₂-4e^-=4H⁺，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；堿性溶液中負(fù)極反應(yīng)為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，正極反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應(yīng)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(kāi)1mol H₂中的化學(xué)鍵要吸收436kJ的能量，拆開(kāi)1mol O₂中的化學(xué)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(yīng)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(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，酸性溶液中負(fù)極反應(yīng)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(yīng)，酸性溶液中正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，電池總反應(yīng)為2H₂+O₂=2H₂O，反應(yīng)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(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性溶液中負(fù)極反應(yīng)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(yīng)，堿性溶液中正極反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應(yīng)為2H₂+O₂=2H₂O，反應(yīng)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(diǎn)評(píng)：本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系、焓變正負(fù)的意義為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力與計(jì)算能力的考查，題目難度不大．