Question

8．完成下列方程式
（1）在298K，101KPa條件下，1mol氫氣在氧氣中燃燒生成液態水放出285.8kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol
（2）如圖所示，寫出①固體C和氧氣生成CO₂氣體的熱化學方程式：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393KJ/mol
②固體C和CO₂氣體生成CO氣體的熱化學方程式：C（s）+CO₂（g）=2CO（g），△H=+173KJ/mol
（3）電解質為H₂SO₄溶液的CH₄和O₂燃料電池負極電極反應式：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺
（4）某堿性電池的電池反應為3Zn+2K₂FeO₄ $?_{充電}^{放電}$ Fe₂O₃+ZnO+2K₂ZnO₂，該電池充電時陽極的電極反應式：Fe₂O₃-6e^-+10OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）依據熱化學方程式書寫方法寫出熱化學方程式，標注物質聚集狀態和對應焓變；
（2）由圖1molC和氧氣完全反應生成1molCO₂氣體，放出熱量為：393KJ的熱量；
②由圖1molC和氧氣完全反應生成1molCO氣體和0.5mol的氧氣，放出熱量為：110KJ的熱量，熱化學方程式C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110kJ/mol；
（3）CH₄燃料電池中，CH₄從負極通入，在反應中失電子被氧化，酸性條件下生成二氧化碳和水；
（4）電池充電時陽極發生氧化反應，化合價升高，電極反應式為：Fe₂O₃-6e^-+10OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O．

解答 解：（1）在298K，101KPa時，1molH₂完全燃燒生成液態水釋放出285.8KJ的能量，則表示H₂燃燒熱的化學方程式為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol，
故答案為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol；
（2）①由圖1molC和氧氣完全反應生成1molCO₂氣體，放出熱量為：393KJ的熱量，C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393KJ/mol，故答案為：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393KJ/mol；
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393KJ/mol…Ⅰ；C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110kJ/mol…Ⅱ；由蓋斯定律：2Ⅱ-Ⅰ可知：C（s）+CO₂（g）=2CO（g），△H=-110×2+393=+173KJ/mol，故答案為：C（s）+CO₂（g）=2CO（g），△H=+173KJ/mol；
（3）在CH₄燃料電池中，負極上是燃料CH₄發生失電子的氧化反應，在酸性環境下，電極反應為：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，總反應式為CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O，故答案為：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺；
（4）電池充電時陽極發生氧化反應，化合價升高，電極反應式為：Fe₂O₃-6e^-+10OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O，故答案為：Fe₂O₃-6e^-+10OH^-=2FeO₄^2-+5H₂O．

點評 本題考查了CH₄燃燒熱的熱化學方程式書寫、蓋斯定律的應用，主要考查了燃料電池的電極方程式的書寫，題目難度不大，注意電解質溶液的酸堿性對電極方程式的影響．