Question

14．能源是現(xiàn)代文明的原動力，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)是放熱反應(yīng)（填“放”或“吸”），這是由于反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量（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，是由于斷裂反應(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．已知破壞1mol H-H鍵、1mol O=O鍵、1mol H-O鍵時分別需要吸收436kJ、498kJ、463kJ的能量．則2mol H₂（g）和1mol O₂（g）轉(zhuǎn)化為2mol H₂O（g）時放出的熱量為482kJ．
（3）通過氫氣的燃燒反應(yīng)，可以把氫氣中蘊含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，如果將該氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池裝置，就可以把氫氣中蘊含的化學(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b電極（填a電極或b電極），負(fù)極反應(yīng)式為H₂+2e^-+2OH^-=2H₂O．
（4）某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì)，已知正極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-═2O^2-
則負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H₂+2O^2--4e^-═2H₂O；電子從該極流出（填“流入”或“流出”）．

Answer 1

分析 （1）燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，根據(jù)能量守恒判斷；
（2）根據(jù)原電池的負(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)，焓變等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和判斷；
（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；
（4）氫氣在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從負(fù)極流出．

解答 解：（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2mol H₂（g）和1mol O₂（g）轉(zhuǎn)化為2mol H₂O（g）時放出的熱量為（2×436+498-4×463）=482kJ，故答案為：小于；482kJ；
（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^-+2 OH^-=2H₂O，
故答案為：b電極；H₂+2e^-+2 OH^-=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+2O^2--4e^-═2H₂O，電子從負(fù)極流出，
故答案為：2H₂+2O^2--4e^-═2H₂O；流出．

點評 本題考查了原電池的基本原理，判斷兩電極，正確書寫電極反應(yīng)方程式，要關(guān)注電解質(zhì)溶液是什么及是否參與反應(yīng)，難度不大，容易得分．