Question

甲醇可作為燃料電池的原料．通過下列反應(yīng)可以制備甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）

（1）如圖1表示反應(yīng)中能量的變化．
①此反應(yīng)的△H=

 

．
②已知CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ?mol^-1，試寫出由CO₂和H₂制取甲醇的熱化學(xué)方程
式

 

．
（2）一種新型燃料電池，是用兩根金屬鉑做電極插入KOH溶液中，然后向兩極上分別通入CH₃OH和O₂．裝置圖如圖2所示：
①經(jīng)測定，電子流動方向由b到a，則甲醇從

 

（填“A”或“B”）口通入，該極的電極反應(yīng)式為

 

．
②該電池工作一段時間后，正極附近的堿性

 

（填“增強”、“減弱”或“不變”）．
③用該電池電解（惰性電極）硝酸銀溶液時，每消耗32g CH₃OH，生成銀的質(zhì)量為

 

 g．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,熱化學(xué)方程式

專題：

分析：（1）①根據(jù)△H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和來計算；
②利用蓋斯定律計算得出熱化學(xué)方程式；
（2）燃料原電池中，甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入燃料的電極為負(fù)極，電池反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=C0₃^2-+6H₂O，通入氧化劑氧氣的電極為正極，電池反應(yīng)為，2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，題中電流方向由b到a，說明a為負(fù)極，b為正極，再根據(jù)電子守恒計算．

解答： 解：（1）①因為△H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和，所以△H=419-509.9=-90.9kJ?mol^-1，故答案為：-90.9kJ?mol^-1；
②將CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.9kJ?mol^-1與CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ?mol^-1，相加可得到CO₂和H₂制取甲醇的熱化學(xué)方程式CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.6kJ?mol^-1，故答案為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.6kJ?mol^-1；
（2）①電流方向由b到a，說明a為負(fù)極，b為正極，在A處應(yīng)通入CH₃OH，電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+8OH^-=C0₃^2-+6H₂O，故答案為：A；CH₃OH-6e^-+8OH^-=C0₃^2-+6H₂O；
②正極反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，所以附近的堿性增強，故答案為：增強；
③當(dāng)消耗32g CH₃OH即

32

32

=1mol，又CH₃OH-6e^-+8OH^-=C0₃^2-+6H₂O，所以電路中轉(zhuǎn)移6moL的電子，再根據(jù)生成1mol銀轉(zhuǎn)移1mol電子，所以生成銀的質(zhì)量為：108×6=648g，故答案為：648．

點評：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用以及堿性甲醇電池的工作原理，題目難度不大，注意把握電極反應(yīng)式的書寫，正確判斷兩極的化學(xué)反應(yīng)，在學(xué)習(xí)中注意歸納電子、電流、離子的流向．