Question

（1）甲烷也是一種清潔燃料，但不完全燃燒時(shí)熱效率降低并會(huì)產(chǎn)生有毒氣體造成污染．
已知：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ/mol
則甲烷不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水時(shí)的熱效率只是完全燃燒時(shí)的

 

倍（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）．
（2）甲烷燃料電池可以提升能量利用率．如圖是利用甲烷燃料電池電解50mL 2mol/L的氯化銅溶液的裝置示意圖：請(qǐng)回答：
①甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式是

 

．
②當(dāng)線(xiàn)路中有0.1mol電子通過(guò)時(shí)，

 

（填“a”或“b”）極增重

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算甲烷不完全燃燒放出的熱量，與其完全燃燒放出的熱量比較得出熱效率；
（2）①甲烷燃料酸性電池中，負(fù)極上甲烷失電子和水生成氫離子和二氧化碳；
②b電極為陰極，陰極上銅離子放電生成Cu，根據(jù)Cu和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答： 解：（1）CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3kJ/mol①
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ/mol②
將方程式①×2-②得2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H=（-890.3kJ/mol）×2-（-566.0kJ/mol）=-1214.6kJ/mol，所以
甲烷不完全燃燒熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1214.6kJ/mol，甲烷不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水時(shí)的熱效率只是完全燃燒時(shí)倍數(shù)=

1214.6

1780.6

=0.7，故答案為：0.7；
（2）①甲烷燃料酸性電池中，負(fù)極上甲烷失電子和水生成氫離子和二氧化碳，電極反應(yīng)為CH₄-8e^─+2H₂O=CO₂+8H⁺，故答案為：CH₄-8e^─+2H₂O=CO₂+8H⁺；
②b電極為陰極，陰極上銅離子放電生成Cu，根據(jù)Cu和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得析出Cu的質(zhì)量=

0.1mol

2

×1×64g/mol=3.2g，故答案為：b；3.2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理和電解池原理，涉及蓋斯定律、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書(shū)寫(xiě)，題目難度不大．