题目内容

随着科学技术的进步，人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求．
（1）有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是：①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）△H=+49.0kJ/mol
②CH3OH（g）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-192.9kJ/mol
由上述方程式可知，CH3OH的燃烧热
大于
大于
（填“大于”、“等于”或“小于”）192.9kJ/mol．已知水的气化热为44kJ/mol，则氢气燃烧热的热化学方程式为
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-124.6kJ/mol
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-124.6kJ/mol
．
（2）下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图．甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O．则c电极是
负极
负极
（填“正极”或“负极”），c电极上发生的电极反应是
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
．
分析：（1）燃烧热是指可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，应生成液态水，而气态水变为液态水要放出热量，可利用盖斯定律计算反应热；
（2）原电池中电子从负极经外电路流向正极，负极反应氧化反应．
解答：解：（1）燃烧热是指可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，应生成液态水，而气态水变为液态水要放出热量，由以上热化学方程式可以看出，当生成气态水时放出的热量为192.9kJ，则生成液态水应放出更多的热量，
已知：①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）△H=+49.0kJ/mol
②CH3OH（g）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-192.9kJ/mol
利用盖斯定律将②-①可得：
3
2
O2（g）+3H2（g）=3H2O（g）△H=-241.9kJ/mol
即
1
2
O2（g）+H2（g）=H2O（g）△H=-80.6kJ/mol
又知：H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ/mol
则有：H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-（80.6+44）kJ/mol=-124.6kJ/mol，
故答案为：大于；H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-124.6kJ/mol；
（2）原电池中电子从负极经外电路流向正极，根据电子流向可知c电极为负极，
甲醇在负极上发生氧化反应，电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+，
故答案为：负极；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+．
点评：本题考查化学反应与能量，题目难度中等，注意利用盖斯定律计算反应热．
练习册系列答案
相关题目
（2011?湖南二模）（1）已知可逆反应：M（g）+N（g）P（g）+Q（g）；△H＞0，请回答下列问题：
①在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c（M）=1mol?L-1，c（N）=2.4mol?L-1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为
25%
25%
．此反应的化学平衡常数K=
0.5
0.5
．
②若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c（M）=4mol?L-1，c（N）=amol?L-1；达到平衡后，c（P）=2mol?L-1’a=
6
6
mol?L-1．
（2）随着科学技术的进步，人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求．
①有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是：
A．CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）；△H=+49.0kJ/mol
B．CH3OH（g）+3/O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）；△H=-676.7kJ/mol
由上述方程式可知，CH3OH的燃烧热
大于
大于
（填“大于”、“等于”或“小于”）676.7kJ/mol．已知水的气化热为44kJ/mol则氢气燃烧的热化学方程式为
H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（l）；△H=-285.9kJ/mol
H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（l）；△H=-285.9kJ/mol

②图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图．甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH（g）+3O2═2CO2+4H2O．则c电极是
负极
负极
（填“正极”或“负极”），c电极上发生的电极反应是
CH3OH-6e-=CO2+6H+
CH3OH-6e-=CO2+6H+
．
（1）请用热化学方程式表示：
A．1mol N2（g）与适量H2（g）起反应，生成2mol NH3（g），放出92.2kJ热量
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol；
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol；
．
B．1mol N2（g）与适量O2（g）起反应，生成2mol NO2（g），吸收68kJ热量
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+68kJ/mol；
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+68kJ/mol；
．
（2）随着科学技术的进步，人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求．有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是
A、CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）△H=+49.0kJ/mol
B、CH3OH（g）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-192.9kJ/mol
由上述方程式可知，CH3OH的燃烧热
大于
大于
（填“大于”、“等于”或“小于”）192.9kJ/mol．已知水的气化热为44kJ/mol，则氢气燃烧热的热化学方程式为
H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=-124.6kJ/mol
H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=-124.6kJ/mol
．

（共10分）
（1）已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)；△H＞0，请回答下列问题：
①若要增大M的转化率，在其它条件不变的情况下可以采取的措施为_______________。

A．加入一定量MB．加入一定量N
C．反应温度升高D．缩小容器体积
E．加入某物质作催化剂        F．分离出一定量P
②在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)=" 1" mol·L－1，c(N)="2.4" mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60％，此时N的转化率为_______________。此反应的化学平衡常数K＝_______________。
③若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)=" 4" mol·L－1，c(N)="a" mol·L－1；达到平衡后，c(P)="2" mol·L－1，a=_______________mol·L－1。
（2）随着科学技术的进步，人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。
下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子（电子转移的方向如下图所示），电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。则c电极是     （填“正极”或“负极”），c电极上发生的电极反应式为_____________________________________________。

（共10分）

（1）已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)；△H＞0，请回答下列问题：

①若要增大M的转化率，在其它条件不变的情况下可以采取的措施为_______________。

A．加入一定量M            B．加入一定量N              C．反应温度升高

D．缩小容器体积            E．加入某物质作催化剂        F．分离出一定量P

②在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 1 mol·L－1，c(N)=2.4 mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60％，此时N的转化率为_______________。此反应的化学平衡常数K＝_______________。

③若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 4 mol·L－1，c(N)=a mol·L－1；达到平衡后，c(P)=2 mol·L－1，a=_______________mol·L－1。

（2）随着科学技术的进步，人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。

下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子（电子转移的方向如下图所示），电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。则c电极是      （填“正极”或“负极”），c电极上发生的电极反应式为_____________________________________________。

 

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