Question

【題目】據(jù)報道，某種以甲醇為原料，以KOH為電解質(zhì)的用于手機的可充電的高效燃料電池，充一次電可連續(xù)使用較長時間。下圖是一個電化學過程的示意圖。已知甲池的總反應式為：2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O。

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(1)充電時，①燃料電池的負極與電源________極相連。

②陽極的電極反應式為：________________________。

(2)放電時：負極的電極反應式為：__________________。

(3)在此過程中若完全反應，乙池中A極的質(zhì)量增加648 g，則甲池中理論上消耗O2____________L(標準狀況)。

(4)若在常溫常壓下，1 g CH3OH燃料生成CO2和液態(tài)H2O時放熱22.68 kJ，表示該反應的熱化學方程式為：____________________。

Answer 1

【答案】負 4OH－-4e-=2H2O+O2↑ CH3OH＋8OH－-6e－=CO32-＋6H2O 33.6 CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=－725.76 kJ·mol－1

【解析】

(1)充電時，原電池負極與電源負極相連，作陰極，發(fā)生還原反應；陽極失電子發(fā)生氧化反應；

(2)放電時，負極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應；

(3)乙池中A極為陰極，銀離子得電子發(fā)生還原反應，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算氧氣的體積；

(4)根據(jù)物質(zhì)反應放出的熱量與反應的物質(zhì)多少呈正比計算反應熱，然后書寫熱化學方程式。

(1)①充電時，燃料電池負極與電源負極相連；

②陽極上氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：4OH--4e-=2H2O+O2↑；

(2)放電時，甲醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，所以電極反應式為：CH3OH＋8OH--6e-=CO32-＋6H2O；

(3)乙池中A電極上Ag+得電子發(fā)生還原反應，當乙池中A電極的質(zhì)量增加648g，n(Ag)==6mol，則根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可知：在甲池中理論上消耗O2體積V(O2)=33.6L。

(4)若在常溫常壓下，1g CH3OH燃料生成CO2和液態(tài)H2O時放熱22.68 kJ，由于1mol甲醇的質(zhì)量是32g，所以1mol CH3OH燃料生成CO2和液態(tài)H2O時放熱22.68 kJ×32=725.76 kJ，所以表示該反應的熱化學方程式為：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=－725.76 kJ·mol－1。