Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)有物質(zhì)的變化過程中還有能量的轉(zhuǎn)化，據(jù)此回答下列問題：

(1)已知甲醇的燃燒熱為725.8kJ·mol－1，寫出表示其燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_______。

(2)已知反應(yīng)2HI(g)＝H2(g)＋I2(g)的△H＝＋11kJ·mol－1，1mol H2(g)、1mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1mol HI (g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為_____kJ。

(3)己知：CO(g)＋2H2(g) →CH3OH(g)△H1＝－90.1 kJ·mol－1；3CH3OH(g) CH3CH＝CH2(g)＋H2O(g) △H2＝－31.0 kJ·mol－1則CO與H2合成CH3CH＝CH2的熱化學(xué)方程式為________。

(4)甲醇－空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池。其工作原理示意如圖：

則其負極反應(yīng)式為____________。

Answer 1

【答案】CH3OH(l)+ O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH＝－725.8kJ·mol－1 299 3CO(g) + 6H2(g) CH3CH=CH2(g) +3H2O(g) ΔH＝－301.3kJ·mol－1 CH3OH－6e－+ H2O = CO2 + 6H+

【解析】

（1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量；在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ，1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱725.8KJ；

（2）化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量；

（3）依據(jù)蓋斯定律計算可得；

（4）由氫離子的移動方向可知，通入甲醇和水的一極為負極，通入氧氣的一極為正極。

（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ，1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱為22.68kJ×32=725.8KJ，所以甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+ O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH＝－725.8kJ·mol－1，故答案為：CH3OH(l)+ O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH＝－725.8kJ·mol－1；

（2）設(shè)1molHI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為x kJ，則依據(jù)題意可得如下關(guān)系式：2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ，解得x=299，故答案為：299；

（3）將已知反應(yīng)依次編號為①②，由蓋斯定律可知，①×3+②得CO與H2合成CH3CH＝CH2的熱化學(xué)方程式3CO(g) + 6H2(g) CH3CH=CH2(g)+3H2O(g)，則ΔH＝3ΔH1+ΔH2=3×（－90.1 kJ·mol－1）+（－31.0 kJ·mol－1）=－301.3kJ·mol－1，故答案為：3CO(g) + 6H2(g) CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) ΔH＝－301.3kJ·mol－1；

（4）由氫離子的移動方向可知，通入甲醇和水的一極為負極，通入氧氣的一極為正極，酸性條件下，甲醇在負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)二氧化碳，電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－+ H2O = CO2 + 6H+，故答案為：CH3OH－6e－+ H2O = CO2 + 6H+。