Question

【題目】（1）4g氫氣完全燃燒生成液態水時可放出572KJ的熱量，氫氣的燃燒熱化學方程式： ___________。

（2）下圖中該反應過程ΔH_____________0（填<或=或>）；

（3）下圖裝置是由___________能轉化為_____________能，負極電極反應式為：__________________，正極電極反應式為：_________________________________。

（4）如圖用惰性電極電解100 mL 0.5 mol·L－1CuSO4溶液，a電極上的電極反應式為____________，若a電極產生56 mL氣體(標況)，則溶液中c(H+)＝_____________(忽略溶液體積變化)，若要使電解質溶液恢復到電解前的狀態，可加入__________________(填字母)。

A．CuO B．Cu(OH)2 C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3

Answer 1

【答案】H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) △H=-286kJ·mol－1 < 化學能 電能 H2－2e－＋2OH－=2H2O O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 0.1mol·L－1 AC

【解析】

（1）根據燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量；根據n=m/M，計算1mol氫氣完全燃燒放出的熱量，結合熱化學方程式的書寫方法寫出熱化學方程式即可；

（2）生成物能量低，故反應放熱，△H小于0；

（3）圖中沒有外接電源，是氫氧燃料電池；

（4）圖是電解池，與電源正極連接的a電極為陽極，發生4OH－-4e－═O2↑+2H2O，b為陰極，發生為Cu2＋+2e－═Cu，結合電極方程式計算．

（1）4g氫氣的物質的量為：n=m/M=4g/2g·mol－1=2mol，2molH2在O2中完全燃燒生成2.00mol液態H2O放出572kJ的熱量，所以1mol氫氣完全燃燒放出熱量286KJ，氫氣燃燒熱的熱化學方程式為：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) △H=-286kJ·mol－1；

（2）生成物能量低，故反應放熱，△H小于0；

（3）圖中沒有外接電源，是原電池，圖中裝置是由化學轉化為電能，負極還原劑失電子，電極反應式為：H2－2e－＋2OH－=2H2O，正極是氧化劑得電子，電極反應式為：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；

（4）圖示電解100mL0.5mol·L-1CuSO4溶液，發生的電解池反應為：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，與電源正極相連的為陽極，溶液中氫氧根離子失去電子發生氧化反應，電極反應為：4OH－-4e－═2H2O+O2↑；

若a電極產生56mL（標準狀況）氣體為氧氣，物質的量為0.0025mol，消耗氫氧根離子物質的量為0.01mol，溶液中生成氫離子物質的量為0.01mol，c（H＋）=0.01mol/0.1L=0.1mol·L－1；

則所得溶液電解過程中CuSO4溶液每損失2個Cu原子，就損失2個 O原子，相當于損失一個CuO，為了使CuSO4溶液，恢復原濃度，應加入CuO，也可以加入CuCO3，符合恢復溶液濃度的定量關系，但不能加入Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3，因為CuCO3+H2SO4═CuSO4+CO2↑+H2O，相當于加CuO，而Cu（OH）2+H2SO4═CuSO4+2H2O、Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4 +CO2↑+3H2O，除增加溶質外還增加了水；故選AC。