Question

已知25℃、101kPa下，氫氣、甲烷和葡萄糖C₆H₁₂O₆（S）的燃燒熱依次為285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol．
（1）0.1mol甲烷和0.2mol氫氣組成的混合氣體在25℃、101kPa下完全燃燒釋放的熱量為

 

；
（2）寫出表示葡萄糖燃燒熱的熱化學(xué)方程式：

 

；
（3）有人利用甲烷和氧氣的反應(yīng)設(shè)計成如圖所示燃料電池，若使用酸性電解質(zhì)溶液，則電極反應(yīng)式為：b極：

 

；若使用堿性電解質(zhì)溶液，則b極的電極反應(yīng)式為：b極：

 

；放電時電極a作

 

極，外電路中電流從

 

流出，電解質(zhì)溶液中陽離子移向

 

極．

Answer 1

考點：有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）燃燒熱是指1mol純凈物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，根據(jù)甲烷和氫氣的物質(zhì)的量求出放出的熱量；
（2）根據(jù)燃燒熱的定義書寫熱學(xué)方程式；
（3）酸性條件下，b電極上為甲烷失電子生成二氧化碳；堿性條件下，b電極上為甲烷失電子生成碳酸根離子；通入氧氣的一極為正極，電流從正極流向負(fù)極，陽離子向正極移動．

解答： 解：（1）燃燒熱是指1mol純凈物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，已知0.1mol甲烷和0.2mol氫氣，則混合氣體完全燃燒釋放的熱量為：0.1mol×890.3kJ/mol+0.2mol×285.8kJ/mol=146.19kJ；
故答案為：146.19kJ；
（2）已知葡萄糖的燃燒熱為2800kJ/mol，則葡萄糖燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g） 6CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-2800kJ/mol；
故答案為：C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g） 6CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-2800kJ/mol；
（3）酸性條件下，b電極上為甲烷失電子生成二氧化碳，其電極反應(yīng)式為：CH₄+2H₂O-8e^-═CO₂+8H⁺；堿性條件下，b電極上為甲烷失電子生成碳酸根離子，其電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；通入氧氣的一極為正極，所以a為正極，電流從正極流向負(fù)極即外電路中電流從a極流出，陽離子向a極移動；
故答案為：CH₄+2H₂O-8e^-═CO₂+8H⁺；CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；a；正；a．

點評：本題考查了燃燒熱的概念、熱化學(xué)方程式的書寫、原電池原理的應(yīng)用及電極方程式的書寫，屬于基本原理的考查，掌握不同條件下的電極反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，題目難度不大．