Question

（Ⅰ）甲醇燃料電池（DNFC）被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車最佳候選動(dòng)力源。
（1）25℃、101 kPa時(shí)，1 mol CH₃OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出熱量726.51 kJ/mol，則甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為:　　　　                                    　 。
（2）甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下。甲醇進(jìn)入      極（填“正”或“負(fù)”），寫出該極的電極反應(yīng)式                       。

（Ⅱ）鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負(fù)極隔板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：Pb＋PbO₂＋4H^＋＋2SO₄^2－2PbSO₄＋2H₂O，請(qǐng)回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）：
（1）放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是                      電解液中H₂SO₄的濃度將變　　　 ；
（2）在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，若按右圖連接，電解一段時(shí)間后，則在A電極上生成　　　　B電極上生成　　　     　。

 

Answer 1

（Ⅰ）（1）CH₃OH(l) + 3/2 O₂(g)= CO₂(g) + 2H₂O(l)  △H ="-726.51" kJ/mol 
（2）負(fù)   CH₃OH + H₂O -6 e^－= CO₂+ 6 H^＋
（Ⅱ）（1）PbO₂＋2e^－＋4H^＋＋SO₄^2－＝PbSO₄＋2H₂O 小 （2）Pb  PbO₂

試題分析：（Ⅰ）（1）1molCH₃OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物為氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量726.51kJ/mol，以此書寫熱化學(xué)方程式；（2）甲醇燃料電池中，甲醇為負(fù)極，電解質(zhì)為酸，甲醇失去電子生成二氧化碳；（Ⅱ）（1）電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO^2-₄2PbSO₄+2H₂O，寫出電極反應(yīng)為：負(fù)極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；電解液中H₂SO₄的濃度將減少；當(dāng)外電路通過1mol電子時(shí)，依據(jù)電子守恒計(jì)算理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加；（2）在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，電極上是析出的PbSO₄，若按題右圖連接B為陽極應(yīng)是失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A為陰極是得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是電解反應(yīng)，B電極上發(fā)生反應(yīng)為：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-，A電極發(fā)生反應(yīng)為：PbSO₄=Pb-2e^-+SO₄^2-，所以A電極上生成Pb；B極生成PbO₂，此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將對(duì)換。