Question

直接甲醇燃料電池（DNFC）被認(rèn)為是21世紀(jì)電動汽車最佳候選動力源。

（1）101 kPa時，1 mol CH₃OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出熱量726.51 kJ/mol，則甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為　　                         　　　 。

（2）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是：

①CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g) 　△H₁=+49.0 kJ·mol^-1

②CH₃OH(g)+ O₂(g)= CO₂(g)+2H₂(g)　△H₂

已知H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g)　　△H =-241.8 kJ·mol^-1

則反應(yīng)②的△H₂= 　　　　　　　　　　　　　kJ·mol^-1。

（3）甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如右。甲醇進入　 極（填“正”或“負”），正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　 　　　                   　　　　　。負極發(fā)生的電極反應(yīng)式為　　　　　 　                 　　　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

（1）CH₃OH(g)+3/2O₂(g)＝CO₂(g)+2H₂O(l) △H＝－726.51kJ/mol   （2）-192.8

（3）負    O₂＋4H⁺＋4e^－＝2H₂O     CH₃OH＋H₂O－6e^－＝CO₂↑＋6H⁺

【解析】

試題分析：（1）1molCH₃OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物為氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量726.51kJ/mol，則燃燒的熱化學(xué)方程式為CH₃OH(g)+3/2O₂(g)＝CO₂(g)+2H₂O(l) △H＝－726.51kJ/mol。

（2）由蓋斯定律可知，①CH₃OH（g）+H₂O（g）＝CO₂（g）+3H₂（g） △H₁＝+49.0kJ/mol、③H₂(g)+O₂(g)＝H₂O(g) △H＝－241.8 kJ/mol。則①+③得到反應(yīng)②，即則△H₂＝＋49.0kJ/mol＋（－241.8kJ/mol）＝－192.8kJ/mol。

（3）甲醇燃料電池中，甲醇中C元素的化合價升高，則甲醇為負極，電解質(zhì)為酸，甲醇失去電子生成二氧化碳，電極反應(yīng)為CH₃OH＋H₂O－6e^－＝CO₂↑＋6H⁺；氧氣在正極通入，得到電子，電極反應(yīng)式是O₂＋4H⁺＋4e^－＝2H₂O。

考點：考查反應(yīng)熱的計算、熱化學(xué)反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)式的書寫等

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，貼近高考，注重高考�？伎键c的考查，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納和總結(jié)問題的能力。有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。