Question

3．CO、H₂、CH₄、C₂H₅OH是常用的燃料，它们每1mol分别完全燃烧生成CO₂（g）及H₂O（l）时，放出的热量依次为283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、1366.8kJ．
（1）相同质量的以上四种燃料，完全燃烧时放出热量最多的是H₂；
（2）甲烷完全燃烧放出的热量是445.15kJ，反应中转移电子的物质的量为4mol；
（3）已知断开1mol CO、1mol O₂中的化学键，需要消耗的能量分别为1075kJ、496kJ，则形成1molCO₂（g）中的化学键释放的能量为1606kJ；
（4）氢氧燃料电池已用于航天飞机，其构造如图所示，则A极为电池的负（填“正”或“负”）极，电池的总反应式为2H₂+O₂=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据CO、H₂、CH₄、C₂H₅OH的相对分子质量分别为28、2、16、46和每1mol分别完全燃烧生成CO₂（g）及H₂O（l）时，放出的热量依次为283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、1366.8kJ，计算1gCO、H₂、CH₄、C₂H₅OH完全燃烧时，放出热量进行比较；
（2）根据1molCH₄完全燃烧生成CO₂（g）及H₂O（l）时，放出的热量依次为890.3kJ，即转移4-（-4）=8mol电子进行计算；
（3）根据一氧化碳的燃烧热结合焓变等于反应物的键能之和-生成物的键能之和进行计算；
（4）氢氧燃料电池燃料为负极，氧气为正极，总反应即燃烧反应．

解答 解：（1）CO、H₂、CH₄、C₂H₅OH的相对分子质量分别为28、2、16、46，又因为它们每1mol分别完全燃烧生成CO₂（g）及H₂O（l）时，放出的热量依次为283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、1366.8kJ，所以1gCO、H₂、CH₄、C₂H₅OH完全燃烧时，放出热量分别为：$\frac{283}{28}$，$\frac{285.8}{2}$，$\frac{890.3}{16}$，$\frac{1366.8}{46}$，则相同质量的以上四种燃料，完全燃烧时放出热量最多的是H₂，故答案为：H₂；
（2）由题意，1molCH₄完全燃烧生成CO₂（g）及H₂O（l）时，放出的热量依次为890.3kJ，即转移4-（-4）=8mol电子，所以甲烷完全燃烧放出的热量是445.15kJ，反应中转移电子的物质的量为$\frac{445.15}{890.3}$×8=4mol，故答案为：4；
（3）由题意，1molCO完全燃烧生成CO₂（g）及H₂O（l）时，放出的热量依次为283kJ，又焓变等于反应物的键能之和-生成物的键能之和，所以设形成1molCO₂（g）中的化学键释放的能量为xKJ，则-283=1075+$\frac{1}{2}$×496-x，解得x=1606KJ，故答案为：1606；
（4）氢氧燃料电池燃料为负极，氧气为正极，所以A极为电池的负极，总反应即燃烧反应即2H₂+O₂=2H₂O，故答案为：负；2H₂+O₂=2H₂O．

点评 本题考查学生有关热化学方程式的计算知识以及燃料电池的原理，可以根据所学知识来回答，难度不大．