Question

5．能源問題是當(dāng)前人類社會面臨的一項(xiàng)重大課題，H₂、CO、CH₃OH都是重要的能源物質(zhì)，它們的燃燒熱依次為285.8kJ/mol、282.5kJ/mol、726.7kJ/mol．請回答：
（1）已知CO和H₂在一定條件下可以合成甲醇：CO+2H₂═CH₃OH．則H₂與CO反應(yīng)生成CH₃OH的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=-127.4kJ/mol．
（2）如圖為某種燃料電池的工作原理示意圖，a、b均為惰性電極． ①使用時，空氣從B口通入（填“A”或“B”）；
②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇，a極的電極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O
③假設(shè)使用的“燃料”是水煤氣（成分為CO、H₂）用這種電池電鍍銅，待鍍金屬增重6.4g，則至少消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下水煤氣的體積為2.24L．

Answer 1

分析 （1）分別寫出CO、H₂、CH₃OH熱化學(xué)方程式后，根據(jù)蓋斯定律就可得出要求的熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱；
（2）①由電子轉(zhuǎn)移方向可知a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)通入燃料，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)通入空氣，以此解答該題．

解答 解：（1）CO燃燒的熱化學(xué)方程式：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-282.5 kJ•mol^-1 ①
H₂燃燒的熱化學(xué)方程式：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-285.8×2 kJ•mol^-1 ②
CH₃OH燃燒的熱化學(xué)方程式：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.7 kJ•mol^-1 ③
將①+②+（-③）可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-127.4KJ•mol^-1，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=-127.4kJ/mol；
（2）①由電子轉(zhuǎn)移方向可知a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)通入燃料，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)通入空氣，故答案為：B；
②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇，a極為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
③假設(shè)使用的“燃料”是H₂，則負(fù)極發(fā)生H₂+2e^-+2OH^-=2H₂O，用這種電池電鍍銅，待鍍金屬增重6.4g，n（Cu）=$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，轉(zhuǎn)移電子0.2mol，由電極方程式可知消耗0.1molH₂，體積為2.24L，
故答案為：2.24L．

點(diǎn)評 本題考查的知識點(diǎn)較多，題目綜合性較強(qiáng)，難度較大，主要考查了蓋斯定律的應(yīng)用、燃料電池等，在書寫電池的電極方程式時要注意電解質(zhì)對反應(yīng)產(chǎn)物的影響．