Question

【題目】天然氣的主要成分甲烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式如下，請(qǐng)回答下列問題：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6kJ/mol．

（1）反應(yīng)物能量總和_____（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物能量總和．

（2）若1mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，則放出的熱量_____889.6kJ．（填“＞”、“＜”或“=”）

（3）已知?dú)錃馊紵�生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣572kJ/mol，則相同質(zhì)量的甲烷和氫氣，完全燃燒生成液態(tài)水，放熱較多的是_____．

（4）被譽(yù)為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、高效率的特點(diǎn)．

①已知甲烷燃料電池的總反應(yīng)式為CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O，通入甲烷的這個(gè)電極是_____（填“正極”或“負(fù)極”），其另外一電極上的電極反應(yīng)式為：__________________．

②通常情況下，甲烷燃料電池的能量利用率_____（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃燒的能量利用率．

Answer 1

【答案】 大于 ＜ 氫氣 負(fù)極 O2+4 e﹣+2H2O = 4 OH﹣ 大于

【解析】(1)已知CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6kJ/mol，反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以反應(yīng)物能量總和大于生成物能量總和；正確答案:大于。

(2)水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水要放出熱量，所以1mol 甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣,放出的熱量小于889.6kJ；正確答案:。

(3)已知CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6kJ/mol，2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣572kJ/mol，則1g甲烷完全燃燒放出的熱量為，1g氫氣完全燃燒放出的熱量為，所以相同質(zhì)量的甲烷和氫氣，完全燃燒生成液態(tài)水，氫氣放的熱量較多；正確答案:氫氣。

(4) ①堿性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負(fù)極,負(fù)極上甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為,通入氧氣的一極為原電池的正極，極反應(yīng)為O2+4 e﹣+2H2O =4 OH﹣；正確答案：負(fù)極；O2+4 e﹣+2H2O = 4 OH﹣。

②通常情況下,甲烷燃料電池的能量利用率大于甲烷燃燒的能量利用率；正確答案:大于。