题目内容

(1)已知常温时32g甲烷燃烧放出的热量为akg,写出甲烷标准燃烧热的热化学方程式
 

(2)以甲烷为燃料和KOH溶液为电解质制成燃料电池.其电池负极反应式是:
 
;其电池总反应化学方程式是:
 
考点:热化学方程式,原电池和电解池的工作原理
专题:化学反应中的能量变化,电化学专题
分析:(1)依据热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和反应焓变写出热化学方程式;
(2)甲烷燃料电池中,负极上投放燃料甲烷,发生失电子发生氧化反应,正极上投放氧气,发生得电子的还原反应,总反应是燃料和氧气反应的化学方程式,即为正极反应和负极反应的和,注意电解质环境决定方程式的书写.
解答: 解:(1)32g甲烷即2molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出akJ热量,则1mol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放热0.5akJ,反应的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-0.5akJ/mol,
故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-0.5akJ/mol;
(2)在碱性溶液中,负极上投放燃料甲烷,发生失电子发生氧化反应:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O,正极上投放氧气,发生得电子的还原反应:2O2+4H2O+8e-═8OH-,燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,
故答案为:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O;CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O.
点评:本题考查了热化学方程式、电化学原电池的电极反应式的书写方法,注意热化学方程式中物质状态的标注和焓变的计算、原电池的电极反应式中电解质环境是关键,题目较简单.
练习册系列答案
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全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题,温家宝总理在“哥本哈根会议”上承诺到2020年中国减排温室气体40%.
(1)地球上的能源主要源于太阳,绿色植物的光合作用可以大量吸收CO2以减温室效应.主要过程可以描述分为下列三步(用“C5”表示C5H10O4,用“C3”表示C3H6O3):
?①H2O(l)=2H+(aq)+
1
2
O2(g)+2e-△H=+284kJ/mol
?②CO2(g)+C5(s)+2H+(aq)=2C3+(s)△H=+396kJ/mol
?③12C3+(s)+12e-=C6H12O6(葡萄糖、s)+6C5(s)+3O2(g)△H=-1200kJ/mol
写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式
 

(2)降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇:为探究反应原理,现进行如
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CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol    测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示.
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
 
mol/(L?min);
②氢气的转化率=
 

③该反应的平衡常数为K=
 
(保留小数点后2位);
④下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
 

A.升高温度    B.充入He(g),使体系压强增大   C.将H2O(g)从体系中分离出去    D.再充入1mol CO2和3mol H2
⑤当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1
 
c2的关系(填>、<、=).
(3)减少温室气体排放的关键是节能减排,大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标.如图2所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定.将其插入KOH溶液从而达到吸收CO2的目的.请回答:
①通入甲烷一极的电极反应式为
 

②随着电池不断放电,电解质溶液的pH
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率
 
(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率.

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