Question

12．（1）甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：
高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H₂）还原氧化铁，有关反应为：
CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+260kJ/mol
已知：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
则CH₄与O₂反应生成CO和H₂的热化学方程式为2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=-46 kJ/mol
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH₄和O₂，构成甲烷燃料电池．其负极电极反应式是：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据盖斯定律，由已知方程式构建目标方程式可得到CH₄与O₂反应生成CO和H₂的热化学反应方程式；
（2）碱性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应．

解答 解：（1）①CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+260kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
根据盖斯定律，由①×2+②得：2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=-46 kJ/mol，
故答案为：2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=-46 kJ/mol；
（2）碱性甲烷燃料电池，具有还原性的燃料甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．

点评 本题考查用盖斯定律进行有关反应热的计算、燃料电池的工作原理等知识，注意把握溶液的酸碱性与电极反应，题目难度中等．