Question

（1）已知25℃、101kPa時，一些物質(zhì)的燃燒熱為：

化學(xué)式	CO（g）	H2（g）	CH3OH（l）
△H/（ kJ?mol-1）	-283.0	-285.8	-726.5

請回答下列問題：
①該條件下CH₃OH（l）完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：

 

．
②根據(jù)蓋斯定律完成下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=

 

．
（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=+49.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H₂
已知H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1則反應(yīng)②的△H₂=

 

kJ?mol^-1．
（3）甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖．甲醇進入

 

極（填“正”或“負(fù)”），正極發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)燃燒熱的定義：在25℃、101kPa時，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量．S轉(zhuǎn)化為SO2，C轉(zhuǎn)化為二氧化碳，H轉(zhuǎn)化為液態(tài)水．故可以得出CH₃OH完全燃燒的熱化學(xué)方程式；
②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）由蓋斯定律可知，①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H₁=+49.0kJ?mol^-1、③H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1，①+③得到反應(yīng)②；
（3）甲醇燃料電池中，甲醇為負(fù)極，電解質(zhì)為酸，正極氫氣得到電子生成水．

解答：解：燃燒熱的概念：在25℃、101kPa時，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量．此時S應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO₂，C應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳，H應(yīng)轉(zhuǎn)化為液態(tài)水．
故△H═-726.5 kJ?mol^-1指的是1molCH₃OH（l）完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時的反應(yīng)熱．
故CH₃OH（l）完全燃燒的熱化學(xué)方程式：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ?mol^-1；
故答案為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ?mol^-1
（2）CO燃燒的熱化學(xué)方程式：CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0 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）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ?mol^-1 ③
將①+②+（-③）可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-128.1KJ?mol^-1
故答案為：-128.1 kJ?mol^-1；
（2）由蓋斯定律可知，①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H₁=+49.0kJ?mol^-1、③H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1，①+③得到反應(yīng)②，
則△H₂=+49.0kJ?mol^-1+（-241.8kJ?mol^-1）=-192.8kJ?mol^-1，
故答案為：-192.8；
（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(fù)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⁺，正極氫氣得到電子生成水，電極反應(yīng)為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，
故答案為：負(fù)；  O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O．

點評：本題為綜合題，涉及反應(yīng)熱的計算、熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫、燃料電池等知識點，注重高考常考考點的考查，題目難度中等．