Question

17．（1）燃料电池具有广阔的发展前途，请说出其优点燃料电池的能量转换率高（任答一点）．以甲醇燃料电池为例，在KOH为电解质溶液的碱性电池中，负极反应式为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．总反应式为：2CH₃OH+4OH^-+3O₂=2CO₃^2-+6H₂O．
（2）工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（1）△H₁=-116kJ•mol^-1
又知：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-283kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H₃=-242kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（1）△H₄=-286kJ•mol^-1
则表示甲醇的燃烧热△H=-739kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）燃料电池的能量转化率高；碱性燃料电池中，甲醇在负极失电子生成碳酸根离子和水；总反应是燃料燃烧的化学方程式；
（2）根据盖斯定律和题中热化学方程式写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳的热化学方程式．

解答 解：（1）与普通电池相比，燃料电池的能量转化率高；碱性燃料电池中，甲醇在负极失电子生成碳酸根离子和水，其电极反应为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，
总反应是燃料燃烧的化学方程式，即2CH₃OH+4OH^-+3O₂=2CO₃^2-+6H₂O；
故答案为：燃料电池的能量转换率高；CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；2CH₃OH+4OH^-+3O₂=2CO₃^2-+6H₂O；
（2）已知：①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（l）△H₁=-116kJ•mol^-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283kJ•mol^-1
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₃=-242kJ•mol^-1
④H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₄=-286kJ•mol^-1
则根据盖斯定律得：②-①+2×④为CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-283-（-116）+（-286）×2=-739kJ•mol^-1；
故答案为：-739kJ•mol^-1．

点评 本题考查了燃料电池的电极方程式的书写、盖斯定律的应用和反应热的计算，题目难度不大，侧重于对基础知识应用的考查．