Question

（1）已知25℃、101kPa时，一些物质的燃烧热为：

化学式	CO（g）	H2（g）	CH3OH（l）
△H/（ kJ?mol-1）	-283.0	-285.8	-726.5

请回答下列问题：
①该条件下CH₃OH（l）完全燃烧的热化学方程式为：

 

．
②根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=

 

．
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：
①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H₁=+49.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H₂
已知H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1则反应②的△H₂=

 

kJ?mol^-1．
（3）甲醇燃料电池的结构示意图如图．甲醇进入

 

极（填“正”或“负”），正极发生的电极反应为

 

．

Answer 1

分析：（1）①根据燃烧热的定义：在25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量．S转化为SO2，C转化为二氧化碳，H转化为液态水．故可以得出CH₃OH完全燃烧的热化学方程式；
②分别写出CO、H₂、CH₃OH热化学方程式后，根据盖斯定律就可得出要求的热化学方程式及反应热；
（2）由盖斯定律可知，①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H₁=+49.0kJ?mol^-1、③H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1，①+③得到反应②；
（3）甲醇燃料电池中，甲醇为负极，电解质为酸，正极氢气得到电子生成水．

解答：解：燃烧热的概念：在25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量．此时S应转化为SO₂，C应转化为二氧化碳，H应转化为液态水．
故△H═-726.5 kJ?mol^-1指的是1molCH₃OH（l）完全燃烧生成二氧化碳和液态水时的反应热．
故CH₃OH（l）完全燃烧的热化学方程式：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ?mol^-1；
故答案为：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5KJ?mol^-1
（2）CO燃烧的热化学方程式：CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0 kJ?mol^-1 ①
H₂燃烧的热化学方程式：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-285.8×2 kJ?mol^-1 ②
CH₃OH燃烧的热化学方程式：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ?mol^-1 ③
将①+②+（-③）可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-128.1KJ?mol^-1
故答案为：-128.1 kJ?mol^-1；
（2）由盖斯定律可知，①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H₁=+49.0kJ?mol^-1、③H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1，①+③得到反应②，
则△H₂=+49.0kJ?mol^-1+（-241.8kJ?mol^-1）=-192.8kJ?mol^-1，
故答案为：-192.8；
（3）甲醇燃料电池中，甲醇中C元素的化合价升高，则甲醇为负极，电解质为酸，甲醇失去电子生成二氧化碳，电极反应为CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，正极氢气得到电子生成水，电极反应为：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，
故答案为：负；  O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O．

点评：本题为综合题，涉及反应热的计算、热化学反应方程式的书写、燃料电池等知识点，注重高考常考考点的考查，题目难度中等．