Question

2．已知在25℃、1.013×10⁵Pa下，1mol氫氣完全燃燒生成液態水放出285kJ的熱量，請回答下列問題：
（1）生成物能量總和小于（填“大于”、“小于”或“等于”）反應物能量總和．
（2）若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量＜570kJ（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）某固體酸燃料電池以CsHSO₄固體為電解質傳遞H⁺，其基本結構見圖，電池總反應可表示為：2H₂+O₂═2H₂O，則其工作時b極電極反應式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，在電池內部H⁺的流動方向為：由a極經固體酸膜流向b極．

Answer 1

分析 （1）反應熱與反應物和生成物總能量有關，反應物總能量大于生成物總能量，反應放熱，反之吸熱；
（2）物質的聚集狀態不同，反應熱不同，氣態物質變為液態物質放熱，反之吸熱；
（3）根據電池總反應：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氫氣的一極為電池的負極，發生氧化反應，反應為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發生還原反應，反應為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；電池工作時，電子通過外電路從負極流向正極，即從a極流向b極，電解質溶液中陽離子向正極移動，即H⁺由a極通過固體酸電解質傳遞到b極；

解答 解：（1）反應放熱，則生成物的總能量小于反應物的總能量，故答案為：小于；
（2）2mol氫氣完全燃燒生成液態水放出570kJ的熱量，但液態水變為氣態水要吸熱，若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量小于570kJ，故故答案為：＜；
（3）該電池為酸性電池，通入氧氣的b極為電池的正極，發生還原反應，b極上的電極反應式為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O； 原電池中，a極氫氣失電子生成H⁺，陽離子向正極移動，所以H⁺由a極通過固體酸電解質傳遞到b極，故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；a；b．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學反應能量的計算，原電池的工作原理以及電極反應式的書寫，題目難度中等，注意把握原電池電極反應式的書寫方法．