Question

甲醇可作为燃料电池的原料．通过下列反应可以制备甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）

（1）如图1表示反应中能量的变化．
①此反应的△H=

 

．
②已知CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ?mol^-1，试写出由CO₂和H₂制取甲醇的热化学方程
式

 

．
（2）一种新型燃料电池，是用两根金属铂做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入CH₃OH和O₂．装置图如图2所示：
①经测定，电子流动方向由b到a，则甲醇从

 

（填“A”或“B”）口通入，该极的电极反应式为

 

．
②该电池工作一段时间后，正极附近的碱性

 

（填“增强”、“减弱”或“不变”）．
③用该电池电解（惰性电极）硝酸银溶液时，每消耗32g CH₃OH，生成银的质量为

 

 g．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,热化学方程式

专题：

分析：（1）①根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和来计算；
②利用盖斯定律计算得出热化学方程式；
（2）燃料原电池中，甲醇失电子发生氧化反应，所以通入燃料的电极为负极，电池反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=C0₃^2-+6H₂O，通入氧化剂氧气的电极为正极，电池反应为，2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，题中电流方向由b到a，说明a为负极，b为正极，再根据电子守恒计算．

解答： 解：（1）①因为△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和，所以△H=419-509.9=-90.9kJ?mol^-1，故答案为：-90.9kJ?mol^-1；
②将CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.9kJ?mol^-1与CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ?mol^-1，相加可得到CO₂和H₂制取甲醇的热化学方程式CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.6kJ?mol^-1，故答案为：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.6kJ?mol^-1；
（2）①电流方向由b到a，说明a为负极，b为正极，在A处应通入CH₃OH，电极反应式为CH₃OH-6e^-+8OH^-=C0₃^2-+6H₂O，故答案为：A；CH₃OH-6e^-+8OH^-=C0₃^2-+6H₂O；
②正极反应为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，所以附近的碱性增强，故答案为：增强；
③当消耗32g CH₃OH即

32

32

=1mol，又CH₃OH-6e^-+8OH^-=C0₃^2-+6H₂O，所以电路中转移6moL的电子，再根据生成1mol银转移1mol电子，所以生成银的质量为：108×6=648g，故答案为：648．

点评：本题考查盖斯定律的应用以及碱性甲醇电池的工作原理，题目难度不大，注意把握电极反应式的书写，正确判断两极的化学反应，在学习中注意归纳电子、电流、离子的流向．