Question

为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施．化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算．
（1）实验测得，5g液态甲醇（CH₃OH）在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式

2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol

；
（2）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算．已知热化学方程式：
①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
写出FeO（s）被CO还原成Fe和CO₂的热化学方程式

CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol

；
（3）甲醇是一种清洁高效的能源，若将甲醇、氧气和氢氧化钾溶液设计成燃料电池，该电池正极反应式为：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

Answer 1

分析：（1）根据热化学方程式的书写方法可知，化学计量数与反应热成正比，并注意标明物质的聚集状态来解答；
（2）依据盖斯定律结合热化学方程式计算得到；
（3）碱性甲醇燃料电池中，负极发生氧化反应，电极反应式为CH₃OH-6e^-+8OH^-+=CO₃^2-+6H₂O，正极发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

解答：解：（1）5gCH₃OH在氧气中燃烧生成CO₂和液态水，放出113.5kJ热量，64g即1molCH₃OH在氧气中燃烧生成CO₂和液态水，放出1452.8kJ热量，
则热化学方程式为：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/
故答案为：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol
（2）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依据盖斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66KJ/mol；
得到热化学方程式为：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol，
故答案为：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol；
（3）碱性甲醇燃料电池中，该电池工作时，溶液中的OH^-向负极移动，则总反应式为2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，负极发生氧化反应，电极反应式为CH₃OH-6e^-+8OH^-+=CO₃^2-+6H₂O，正极发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；

点评：本题考查了热化学方程式的书写方法和计算应用，盖斯定律的计算应用，原电池的原理分析，电极反应书写，题目难度中等．