Question

(9分)（1）已知25℃、101kPa时，一些物质的燃烧热为：

化学式	CO(g)	H2(g)	CH3OH(l)
ΔH/( kJ·mol－1)	－283.0	－285.8	－726.5

请回答下列问题：①该条件下CH₃OH(l)完全燃烧的热化学方程式为：__________________________。

②根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式：CO(g)+2H₂(g)===CH₃OH(l)ΔH=____________。

（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：

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

则反应②的△H₂ =              kJ·mol^-1。

（3）甲醇燃料电池的结构示意图如下。甲醇进入        极（填“正”或“负”），正极发生的电极反应为                   。

 

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

【解析】（1）燃烧热是指在一定条件下，可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。所以该条件下CH₃OH(l)完全燃烧的热化学方程式为①CH₃OH(l)+O₂(g)===CO₂(g)+2H₂O(l)  ΔH=－726.5 kJ·mol^－1  。因为CO和氢气燃烧的热化学方程式分别为

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

（2）仍然借助于盖斯定律进行计算。将反应H₂(g)+ O₂(g)===H₂O(g)   △H = -241.8 kJ·mol^-1和反应CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g)  △H₁=+49.0 kJ·mol^-1合并即可。

（3）甲醇失去电子，通入负极，氧气通入正极，正极电极反应式为O₂ + 4H⁺ + 4e^－=== 2H₂O 。