Question

（1）已知0.25molCH₄完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出222.5kJ 熱量，則其熱化學(xué)方程式是

 

（2）燃料電池是將氫氣、甲烷、乙醇等燃料在氧氣中燃燒時(shí)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置．固體氧化物燃料電池（SOFC）以固體氧化物作為電解質(zhì)，其工作原理如圖所示．電極b的電極反應(yīng)式是：

 

（3）假設(shè)外電路是電解硫酸銅溶液的裝置．若以C₂H₄為燃料氣，工作一段時(shí)間后燃料電池中消耗了標(biāo)準(zhǔn)狀況下的2.24L C₂H₄，則外電路陰極區(qū)的產(chǎn)物及其物質(zhì)的量分別是

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,電解原理

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應(yīng)焓變寫出熱化學(xué)方程式；
（2）燃料電池中，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)，據(jù)此書寫；
（3）在電解池的陰極是陽離子得電子的還原反應(yīng)，根據(jù)電子守恒計(jì)算．

解答： 解：（1）0.25molCH₄完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出222.5kJ 熱量，1mol甲烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱890kJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ/mol；
（2）燃料電池中，通氧氣的電極是正極，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)，即O₂+4e^-=2O^2-，故答案為：O₂+4e^-=2O^2-；
（3）在電解池的陰極是銅離子得電子的還原反應(yīng)，會(huì)析出金屬銅，燃料電池中消耗了標(biāo)準(zhǔn)狀況下的2.24L即0.1mol C₂H₄，根據(jù)電極反應(yīng)：C₂H₄+6O^2--12e^-═2CO₂+2H₂O，轉(zhuǎn)移電子是1.2mol，Cu²⁺+2e^-=Cu，所以此時(shí)生成銅的物質(zhì)的量是0.6mol，故答案為：Cu；0.6mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生熱化學(xué)方程式的書寫、燃料電池的工作原理以及電子守恒的有關(guān)計(jì)算知識(shí)，難度中等．