Question

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們研制出了多種類型的甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求．
（1）有一類甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣，兩種反應(yīng)原理是：①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+49.0kJ/mol
②CH₃OH（g）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-192.9kJ/mol
由上述方程式可知，CH₃OH的燃燒熱

大于

（填“大于”、“等于”或“小于”）192.9kJ/mol．已知水的氣化熱為44kJ/mol，則氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-124.6kJ/mol

．
（2）下圖是某筆記本電腦用甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖．甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O．則c電極是

負(fù)極

（填“正極”或“負(fù)極”），c電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是

CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺

．

Answer 1

分析：（1）燃燒熱是指可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，應(yīng)生成液態(tài)水，而氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水要放出熱量，可利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱；
（2）原電池中電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，負(fù)極反應(yīng)氧化反應(yīng)．

解答：解：（1）燃燒熱是指可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，應(yīng)生成液態(tài)水，而氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水要放出熱量，由以上熱化學(xué)方程式可以看出，當(dāng)生成氣態(tài)水時(shí)放出的熱量為192.9kJ，則生成液態(tài)水應(yīng)放出更多的熱量，
已知：①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+49.0kJ/mol
②CH₃OH（g）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-192.9kJ/mol
利用蓋斯定律將②-①可得：

3

2

O₂（g）+3H₂（g）=3H₂O（g）△H=-241.9kJ/mol
即

1

2

O₂（g）+H₂（g）=H₂O（g）△H=-80.6kJ/mol
又知：H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol
則有：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-（80.6+44）kJ/mol=-124.6kJ/mol，
故答案為：大于；H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-124.6kJ/mol；
（2）原電池中電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，根據(jù)電子流向可知c電極為負(fù)極，
甲醇在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，
故答案為：負(fù)極；CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)與能量，題目難度中等，注意利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱．