Question

（15分）科學家認為，氫氣是一種高效而無污染的理想能源，近20年來，對以氫氣作為未來的動力燃料氫能源的研究獲得了迅速發展。
（1）為了有效發展民用氫能源，首先必須制得廉價的氫氣，下列可供開發又較經濟且資源可持續利用的制氫氣的方法是         。（選填字母）

A．電解水	B．鋅和稀硫酸反應
C．光解海水	D．分解天然氣

（2）用水分解獲得氫氣的能量變化如右圖所示，表示使用催化劑是曲線         。該反應為         (放熱還是吸熱)反應

（3）1g的氫氣完全燃燒生成液態水釋放出142.9kJ的熱量寫出其完全燃燒的熱化學方程式：                               。
（4）利用氫氣和CO合成二甲醚的三步反應如下：
① 2H₂(g) + CO(g)  CH₃OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol^－1
② 2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol^－1
③ CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol^－1
總反應：3H₂(g) + 3CO(g)  CH₃OCH₃(g) + CO₂ (g)的ΔH＝         
（5）氫氧燃料電池能量轉化率高，具有廣闊的發展前景。現用氫氧燃料電池進行下圖所示實驗：

①氫氧燃料電池中，正極的電極反應式為                 。
②上圖裝置中，某一銅電極的質量減輕3.2g，則 a 極上消耗的O₂在標準狀況下的體積為
         L。
（6）有人設想尋求合適的催化劑和電極材料，以N₂、H₂為電極反應物，以HCl－NH₄Cl為電解質溶液制取新型燃料電池。則正極電極方程式         。

Answer 1

20．（15分)
（1）C                   （2）b     吸熱
（3）2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l) △H= －571.6 kJ·mol^－1
（4）-246.4kJ· mol ^-1      （5）①O₂+2H₂O+4e^－=4OH^－  ② 0.56   
（6）N₂+6e^-＋8H⁺=2NH₄⁺          （(1)1分，其余每空2分）

試題分析：1、電解水消耗了大量的電力，鋅和稀硫酸反應制得氫氣量少，分解天然氣也需要消耗大量的能源。 光解海水只需要太陽能就可以了既經濟又環保。
2、使用催化劑能降低反應需要的能量，所以為b，生成物的能量高于反應物能量，所以反應為吸熱反應。
4、總反應為2①+②+③,將反應熱相加即可算出總反應的反應熱。
5、氫氧燃料電池氧氣在正極進行反應，O₂+2H₂O+4e^－=4OH^－   根據銅減少的質量可以計算出其轉移的電子數，根據正極的反應式就可以算出消耗氧氣的量。
6、正極為氮氣反應式為N₂+6e^-＋8H⁺=2NH₄⁺
點評：本題難度中等，主要考察了氫氧燃料電池的原理及運用，采用類比的思想更能迅速準確的解題。