Question

(12分)(1)氢能源是21世纪极具有发展前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。请在下图的每个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能源循环体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)：

①_____，②_____。从能量转换的角度看，过程Ⅱ应是____能转化为_____能。

(2)图中的燃料电池也可以用A和氧气为原料。已知A分子是由碳和氢两元素的原子构成，并且8.00 g A中含有3.01×10²³个分子。实验测得在298 K时，1 mol该气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳，放出890 kJ的热量。

①写出该气体的化学式：______。

②写出1 mol该气体燃烧时的热化学反应方程式：_____________。

③已知1 mol液态的水变成气态水时需要吸收44 kJ的热量，则1 mol该气体完全燃烧生成气态水和二氧化碳时放出的热量为________kJ。

④若该燃料电池中的电解质溶液为氢氧化钾溶液，则：电池正极反应为______________。

Answer

（12分）

(1)①H2O  ②H2和O2    化学     电

(2)①CH4  ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ/mol

③802   ④4H2O＋2O2＋8e－===8OH－

【解析】（1）水在太阳能作用下分解为氢气和氧气，而氢气和氧气通过发生原电池反应产生电能，同时生成水。

（2）①由题意很容易可知A的式量为16，属于烃，也只能为甲烷；

②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ/mol

③H2O(l)= H2O(g)  ΔH＝+44 kJ/mol，将③+2×②，可得：

CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802 kJ/mol

④氧气得电子生成氢氧根离子：4H2O＋2O2＋8e－===8OH－