Question

(9分)（1）已知25℃、101kPa時，一些物質(zhì)的燃燒熱為：

化學(xué)式	CO(g)	H2(g)	CH3OH(l)
ΔH/( kJ·mol－1)	－283.0	－285.8	－726.5

請回答下列問題：①該條件下CH₃OH(l)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：__________________________。

②根據(jù)蓋斯定律完成下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO(g)+2H₂(g)===CH₃OH(l)ΔH=____________。

（2）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是：

① CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g)  △H₁=+49.0 kJ·mol^-1

② CH₃OH(g)+O₂(g)= CO₂(g)+2H₂(g)  △H₂

已知H₂(g)+ O₂(g)===H₂O(g)   △H = -241.8 kJ·mol^-1

則反應(yīng)②的△H₂ =              kJ·mol^-1。

（3）甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下。甲醇進入        極（填“正”或“負”），正極發(fā)生的電極反應(yīng)為                   。

 

Answer 1

【答案】

（1）①CH₃OH(l)+O₂(g)===CO₂(g)+2H₂O(l)  ΔH=－726.5 kJ·mol^－1  （ 2分）

②－128.1 kJ·mol^－1  （2分）

（2）-192.8   （2分）     

（3）負（1分）    O₂ + 4H⁺ + 4e^－=== 2H₂O  （2分）

【解析】（1）燃燒熱是指在一定條件下，可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。所以該條件下CH₃OH(l)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為①CH₃OH(l)+O₂(g)===CO₂(g)+2H₂O(l)  ΔH=－726.5 kJ·mol^－1  。因為CO和氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式分別為

②CO（g)+O₂(g)===CO₂(g)  ΔH=－283kJ·mol^－1 、③2H₂（g）＋O₂(g)=2H₂O(l)  ΔH=－571.6 kJ·mol^－1  。根據(jù)蓋斯定律②＋③－①可得CO(g)+2H₂(g)===CH₃OH(l)  ΔH=－128.1 kJ·mol^－1 。

（2）仍然借助于蓋斯定律進行計算。將反應(yīng)H₂(g)+ O₂(g)===H₂O(g)   △H = -241.8 kJ·mol^-1和反應(yīng)CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g)  △H₁=+49.0 kJ·mol^-1合并即可。

（3）甲醇失去電子，通入負極，氧氣通入正極，正極電極反應(yīng)式為O₂ + 4H⁺ + 4e^－=== 2H₂O 。