Question

一氧化碳和氫氣是重要的化工原料，可以用于合成甲醇、二甲醚、甲酸甲酯等．
（1）已知某溫度下熱化學(xué)方程式：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-100.46kJ?mol^-1                        
2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-20.59kJ?mol^-1            
則2CO（g）+4H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=

 

kJ?mol^-1 
（2）如圖所示是某乙醇燃料電池工作時的裝置，乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時M、N兩個電極的質(zhì)量都不減少．
①加入氧氣的鉑電極的電極反應(yīng)式為

 

．
②在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時，甲池中理論上消耗氧氣

 

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
③電解結(jié)束后，甲池中溶液的pH

 

，乙池中溶液的pH

 

 （填寫“變大”、“變小”或“不變”），若想恢復(fù)乙池中原有溶液的濃度應(yīng)向乙池中加入適量的

 

．
A．Ag    B．AgCO₃  C．Ag₂O  D．AgNO₃  E．H₂O．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）利用蓋斯定律，通過熱化學(xué)方程式混合運(yùn)算求反應(yīng)熱，運(yùn)算中注意△H的符號與數(shù)值的變化．
（2）①對于燃料電池來說，首先要關(guān)注電解質(zhì)是酸性的，還是堿性的．電解質(zhì)不同，電極反應(yīng)式不同．
 其次，要知道燃料電池，負(fù)極一定是通入燃料的一極，正極一定是通入氧氣或空氣的一極．
 ②兩個裝置甲原電池、乙電解池形成串聯(lián)電路，每個電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，根據(jù)乙池電極上析出的銀可以求出每個電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，進(jìn)而求出甲池中消耗的氧氣．
③燃料電池、電解池放電后PH值的變化可以根據(jù)總反應(yīng)方程式分析；
恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的原則是出啥加啥．電解硝酸銀離開體系的是氧氣和銀，根據(jù)他們的比例再加入Ag₂O或者等量的AgCO₃．

解答： 解：（1）CO（g）+2H₂（g）=?CH₃OH（g）△H1=-100.46kJ?mol^-1 ①
2CH₃OH（g）=?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H2=-20.59kJ?mol^-1 ②
 ①×2+②得：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=2×△H1+△H2=-221.5kJ?mol^-1△H=-221.5kJ?mol^-1
故答案為：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-221.5kJ?mol^-1；
（2）①該燃料電池電解質(zhì)為堿性，通乙醇的一極為負(fù)極，通氧氣的一極為正極，O2在正極放電，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
②根據(jù)兩個電極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同找到以下關(guān)系：
          Ag⁺+e^-=Ag       O₂ +4e^-+2H₂O=4OH^-
        0.04mol  4.32g       0.224L  0.04mol
 故答案為：0.224L；
③甲池乙醇氧氣燃料電池總反應(yīng)式：C₂H₅OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+5H₂O  反應(yīng)消耗OH-，PH值減小，乙池電解硝酸銀電解方程式：4AgNO₃+2H₂O

通電  .

4Ag↓+O₂↑+4HNO₃因?yàn)樯�成了硝酸所以PH值減小，
恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的原則是出啥加啥．電解硝酸銀離開體系的是氧氣和銀，根據(jù)他們的比例再加入Ag₂O或者等量的Ag₂CO₃，
故答案為：變小；變��；BC．

點(diǎn)評：本題考查了利用蓋斯定律求反應(yīng)熱，燃料電池電極反應(yīng)式的書寫以及原電池、電解池的相關(guān)計(jì)算，題目難度中等．