Question

15．（1）0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B₂H₆）在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol；
又知H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44kJ/mol，則11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時，放出的熱量是1016.5 kJ
（2）發(fā)射衛(wèi)星時可用肼（N2H4）為燃料和NO₂作氧化劑，這兩者反應(yīng)生成N2和水蒸氣．又已知：①N₂（氣）+2O₂（氣）═2NO₂（氣）△H=+67.7kJ/mol ②N₂H₄（氣）+O₂（氣）═N₂（氣）+2H₂O（氣）△H=-534kJ/mol  試寫出肼與NO₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol
（3）甲烷燃料電池：堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液）
正極：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
負(fù)極：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O_
總反應(yīng)方程式：CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5KJ的熱量，則1mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出2165KJ的熱量；根據(jù)蓋斯定律寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式，后根據(jù)物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)放出的熱量成正比來解答；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式改變系數(shù)，焓變隨之改變，通過熱化學(xué)方程式之間的加減計算得到；
（3）氫氧燃料電池中，H₂從負(fù)極通入，在反應(yīng)中被氧化，正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，又因為電解質(zhì)是KOH溶液，不會在電極反應(yīng)中出現(xiàn)H⁺；負(fù)極上是甲烷發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，又因為電解質(zhì)是KOH溶液，不會在電極上放出二氧化碳．

解答 解：（1）0.3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5KJ的熱量，則1mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出2165KJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol，①B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol，②H₂O（l）→H₂O（g）；△H=+44kJ/moL，
由蓋斯定律可知①+②×3得：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（g）△H=-2033kJ/mol，11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）即0.5mol乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是2033kJ×0.5=1016.5kJ，
故答案為：B₂H₆（g）+3O₂（g）═B₂O₃（s）+3H₂O（l）△H=-2165kJ/mol；1016.5．
（2））①N₂（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律：②×2-①得到：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
（3）氫氧燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液時，正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，負(fù)極上是甲烷發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，又因為電解質(zhì)是KOH溶液，二氧化碳和氫氧化鉀反應(yīng)得到的是碳酸鉀，即CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

點評 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫方法、蓋斯定律的計算應(yīng)用以及燃料電池的工作原理、電極反應(yīng)式的書寫知識，題目較簡單，注意知識的歸納和梳理是關(guān)鍵．