Question

隨著科學技術的進步，人們研制了多種甲醇質子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求。

（1）有一類甲醇質子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉化為氫氣，兩種反應原理是

A、CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0kJ/mol

B、CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－192.9kJ/mol

又知H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式 。

（2）下圖是某筆記本電腦用甲醇質子交換膜燃料電池的結構示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質子和電子，電子經外電路、質子經內電路到達另一極與氧氣反應，電池總反應為：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。則c電極是 （填“正極”或“負極”），

c電極上發(fā)生的電極反應式是 。

 

 

Answer 1

（1）CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝-280.9kJ/mol

（2）負極 CH3OH+ H2O -6e-= CO2+6H+

【解析】

試題分析：（1）32g的CH3OH的物質的量是1mol，根據蓋斯定律可得，1mol的甲醇完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量=192.9kJ+2×44kJ=280.9kJ。所以32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式為CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝-280.9kJ/mol

（2）燃料電池中電子由負極流向正極，根據圖中電子的流向判斷，c極是負極，負極為燃料發(fā)生氧化反應，該電池中的燃料是甲醇，有質子生成，所以c電極上發(fā)生的電極反應式是CH3OH+ H2O -6e-= CO2+6H+

考點：考查蓋斯定律的應用，熱化學方程式的書寫，原電池原理的應用