Question

已知25℃、101kPa下，氢气、甲烷和葡萄糖C₆H₁₂O₆（S）的燃烧热依次为285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol．
（1）0.1mol甲烷和0.2mol氢气组成的混合气体在25℃、101kPa下完全燃烧释放的热量为

 

；
（2）写出表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式：

 

；
（3）有人利用甲烷和氧气的反应设计成如图所示燃料电池，若使用酸性电解质溶液，则电极反应式为：b极：

 

；若使用碱性电解质溶液，则b极的电极反应式为：b极：

 

；放电时电极a作

 

极，外电路中电流从

 

流出，电解质溶液中阳离子移向

 

极．

Answer 1

考点：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）燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，根据甲烷和氢气的物质的量求出放出的热量；
（2）根据燃烧热的定义书写热学方程式；
（3）酸性条件下，b电极上为甲烷失电子生成二氧化碳；碱性条件下，b电极上为甲烷失电子生成碳酸根离子；通入氧气的一极为正极，电流从正极流向负极，阳离子向正极移动．

解答： 解：（1）燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，已知0.1mol甲烷和0.2mol氢气，则混合气体完全燃烧释放的热量为：0.1mol×890.3kJ/mol+0.2mol×285.8kJ/mol=146.19kJ；
故答案为：146.19kJ；
（2）已知葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol，则葡萄糖燃烧热的热化学方程式为：C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g） 6CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-2800kJ/mol；
故答案为：C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g） 6CO₂（g）+6H₂O（l）△H=-2800kJ/mol；
（3）酸性条件下，b电极上为甲烷失电子生成二氧化碳，其电极反应式为：CH₄+2H₂O-8e^-═CO₂+8H⁺；碱性条件下，b电极上为甲烷失电子生成碳酸根离子，其电极反应式为：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；通入氧气的一极为正极，所以a为正极，电流从正极流向负极即外电路中电流从a极流出，阳离子向a极移动；
故答案为：CH₄+2H₂O-8e^-═CO₂+8H⁺；CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；a；正；a．

点评：本题考查了燃烧热的概念、热化学方程式的书写、原电池原理的应用及电极方程式的书写，属于基本原理的考查，掌握不同条件下的电极反应是解题的关键，题目难度不大．