Question

（14分）我國是世界上最大的耗煤國家，但每年占總產量70%的煤都被直接燒掉，既浪費了資源又污染環境。因此開發新能源是國家能源發展的方向。

試回答下列問題：

(1)已知1.12LCH₄(標況)完全燃燒生成二氧化碳和液態水，可放出44.5KJ的熱量,則其熱化學方程式為__________;

(2)人們常用“熱值”來衡量燃料燃燒放出的熱量的大小。“熱值”是指常溫常壓下，1g物質完全燃燒生成穩定物質放出的熱量。則CH₄的熱值是________KJ.g^-1

(3)氫氣是一種清潔能源，它不僅熱值高，而且原料豐富。氫氧燃料電池是以氫氣為燃料，氧氣是氧化劑，以氫氧化鉀為電解質溶液的燃料電池，試寫出正、負極的電極反應式：

正極_______________________  ,負極________________________________.

 (4)若以上述氫氧燃料電池作電源,以碳棒為陽極電解100mL飽和食鹽水,則陽極的電極反應式為__________________________;當電路中通過0.2mol電子時,陽極可產生的氣體____________L(標況下),此時溶液中氫氧化鈉的物質的量濃度為________mol.L^-1(假設電解前后溶液體積不變).

 

Answer 1

【答案】

(1) CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)     △H=-890 KJ.mol^-1。

     (2) 55.6  (3)O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-, 2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O

 (4)2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2.24； 2

【解析】(1)考查熱化學方程式的書寫。1.12LCH₄(標況)是，所以1mol甲烷燃燒放出的能量是44.5KJ×20＝890kJ。

（2）1mol甲烷燃燒放出890kJ的能量，所以其熱值是。

（3）在燃料電池中可燃物通入負極，失去電子，發生氧化反應。空氣或氧氣通入正極，得到電子，發生還原反應。

（4）惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極是氯離子放電，生成氯氣，電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，所以當轉移0.2mol電子時，生成0.1mol氯氣，標準狀況下的體積是2.24L。根據電解的總反應式1NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑可知，氫氧化鈉的物質的量是0.2mol，其濃度是。