Question

如图一是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，回答下列问题：

（1）如图一中气体A的俗称是

 

．
（2）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步．已知有一组数据：破坏1mol氮气中的化学键需要吸收946kJ能量；破坏0.5mol氢气中的H-H键需要吸收218kJ的能量；形成氨分子中1mol N-H键能够释放389kJ能量．如图二表示合成氨工业过程中能量的变化，请将图②中的能量变化的数值为

 

kJ．
（3）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污 染电动汽车的车载电池，其工作原理如图三所示，该燃料电池的电池反应式为2CH₃OH （g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l），则负极的电极反应式为

 

，正极附近pH值

 

（填写“增大”、“减小”或者“不变”）．

Answer 1

考点：煤的干馏和综合利用,有关反应热的计算,化学电源新型电池

专题：电化学专题,有机化学基础

分析：（1）煤的气化生成CO和氢气；
（2）根据能量守恒计算，等于形成生成物中新的化学键释放的能量减去破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量；
（3）根据氢离子的移动方向知，右边电极是正极，左边电极是负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，据此书写电极反应式，然后根据电极反应式判断正极附近的pH值．

解答： 解：（1）煤的气化生成CO和氢气，俗称水煤气，故答案为：水煤气；
（2））①为破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，等于946kJ+3×2×218kJ=2254kJ，
②中的能量变化等于形成生成物中新的化学键释放的能量减去破坏1mol氮气和3mol氢气中化学键所吸收的能量，即：2334kJ-2254kJ=80kJ，
故答案为：80；
（3）可燃物甲醇在负极失去电子生成二氧化碳，负极电极反应式为：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，正极为氧气得电子生成氢氧根离子，所以正极附近的PH值增大，
故答案为：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；增大．

点评：本题考查知识点全面，综合性较强，涉及反应热和焓变的计算、化学平衡状态的判定、燃料电池等知识，明确燃料电池中正负极上得失电子是解答（4）的关键，题目难度较大．