Question

15．（1）某甲醇燃料電池原理如圖1所示．

①M區(qū)發(fā)生反應的電極反應式為CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺．
②用上述電池做電源，用圖2裝置電解飽和食鹽水（電極均為惰性電極），假設溶液體積為300mL，當溶液的pH值變?yōu)?3時（在常溫下測定），理論上消耗甲醇的質量為0.16g（忽略溶液體積變化）．
（2）有一種用CO₂生產(chǎn)甲醇燃料的方法：
已知：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-a kJ•mol^-1；
CH₃OH（g）=CH₃OH（l）△H=-b kJ•mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-c kJ•mol^-1；
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-d kJ•mol^-1，
則表示CH₃OH（l）燃燒熱的熱化學方程式為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$c+2d-a-b）kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）①首先根據(jù)氫離子的移動方向來確定正負極，然后根據(jù)原電池原理，最后書寫電極反應式；
 ②整個電路中轉移電子的數(shù)目相等，可以根據(jù)電子轉移的數(shù)目相同來列出已知物質和未知物質之間關系式，然后通過關系來求解；
（2）應用蓋斯定律解題，始終抓住目標反應和已知反應之間的關系應用數(shù)學知識來解．

解答 解：（1）①M區(qū)是質子流出的一極，應是原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，故答案為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
 ②用惰性電極，電解飽和食鹽水總的電極反應式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ H₂↑+Cl₂↑+2 OH^-，pH值變?yōu)?3時，pOH=1，C（OH^-）=10^-1mol/L，n（OH^-）=10^-1mol/L×300mL×10^-3L/mL=0.03mol，由方程式CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ H₂↑+Cl₂↑+2 OH^- 
可知  CH₃OH～6e^-～6OH^-
       32g        6mol
       m（CH₃OH）  0.03mol
則m（CH₃OH）=32g×0.03mol÷6mol=0.16g，
故答案為：0.16g；
（2）應用蓋斯定律解題，△H=-△H₁-△H₂+$\frac{3}{2}$△H₃+2△H₄=-（$\frac{3}{2}$c+2d-a-b）kJ•mol^-1，所以CH₃OH（l）燃燒熱的熱化學方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$c+2d-a-b）kJ•mol^-1，故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$c+2d-a-b）kJ•mol^-1．

點評 本題考查了電極反應式的書寫，以及蓋斯定律的應用，綜合性強，但難度不大．