Question

一氧化碳和氢气是重要的化工原料，可以用于合成甲醇、二甲醚、甲酸甲酯等．
（1）已知某温度下热化学方程式：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-100.46kJ?mol^-1                        
2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-20.59kJ?mol^-1            
则2CO（g）+4H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=

 

kJ?mol^-1 
（2）如图所示是某乙醇燃料电池工作时的装置，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少．
①加入氧气的铂电极的电极反应式为

 

．
②在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气

 

L（标准状况下）．
③电解结束后，甲池中溶液的pH

 

，乙池中溶液的pH

 

 （填写“变大”、“变小”或“不变”），若想恢复乙池中原有溶液的浓度应向乙池中加入适量的

 

．
A．Ag    B．AgCO₃  C．Ag₂O  D．AgNO₃  E．H₂O．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）利用盖斯定律，通过热化学方程式混合运算求反应热，运算中注意△H的符号与数值的变化．
（2）①对于燃料电池来说，首先要关注电解质是酸性的，还是碱性的．电解质不同，电极反应式不同．
 其次，要知道燃料电池，负极一定是通入燃料的一极，正极一定是通入氧气或空气的一极．
 ②两个装置甲原电池、乙电解池形成串联电路，每个电极上转移的电子数相等，根据乙池电极上析出的银可以求出每个电极转移的电子数，进而求出甲池中消耗的氧气．
③燃料电池、电解池放电后PH值的变化可以根据总反应方程式分析；
恢复原电解质溶液的原则是出啥加啥．电解硝酸银离开体系的是氧气和银，根据他们的比例再加入Ag₂O或者等量的AgCO₃．

解答： 解：（1）CO（g）+2H₂（g）=?CH₃OH（g）△H1=-100.46kJ?mol^-1 ①
2CH₃OH（g）=?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H2=-20.59kJ?mol^-1 ②
 ①×2+②得：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=2×△H1+△H2=-221.5kJ?mol^-1△H=-221.5kJ?mol^-1
故答案为：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-221.5kJ?mol^-1；
（2）①该燃料电池电解质为碱性，通乙醇的一极为负极，通氧气的一极为正极，O2在正极放电，
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
②根据两个电极转移电子数相同找到以下关系：
          Ag⁺+e^-=Ag       O₂ +4e^-+2H₂O=4OH^-
        0.04mol  4.32g       0.224L  0.04mol
 故答案为：0.224L；
③甲池乙醇氧气燃料电池总反应式：C₂H₅OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+5H₂O  反应消耗OH-，PH值减小，乙池电解硝酸银电解方程式：4AgNO₃+2H₂O

通电  .

4Ag↓+O₂↑+4HNO₃因为生成了硝酸所以PH值减小，
恢复原电解质溶液的原则是出啥加啥．电解硝酸银离开体系的是氧气和银，根据他们的比例再加入Ag₂O或者等量的Ag₂CO₃，
故答案为：变小；变小；BC．

点评：本题考查了利用盖斯定律求反应热，燃料电池电极反应式的书写以及原电池、电解池的相关计算，题目难度中等．