Question

煤、天然氣都是常見的化石燃料，而氫氣是一種新能源．
（1）已知0.5mol CH₄完全燃燒生成CO₂和H₂O（l）時(shí)，放出445kJ的熱量，則CH₄燃燒的熱化學(xué)方程式是

 

．
（2）工業(yè)上可用煤和水通過水煤氣法制氫氣，已知下列熱化學(xué)方程式：
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ/mol
試求水煤氣法制氫氣的反應(yīng)的反應(yīng)熱△H₃．
C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₃=

 

kJ/mol
（3）為減少化石燃料在燃燒過程中產(chǎn)生的CO₂對(duì)大氣造成的溫室效應(yīng)，可將CO₂在一定條件下通過加氫制得甲醇，這是解決CO₂排放的有效途徑之一，具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等重要意義．該轉(zhuǎn)化過程的化學(xué)方程式是

 

．
（4）氫氧燃料電池是一種高效能源，該燃料電池在酸性環(huán)境下工作的正極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法可知，化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱成正比，并注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)來解答．
（2）依據(jù)蓋斯定律計(jì)算得到熱化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒來分析；
（2）氫氧燃料電池的負(fù)極一定是氫氣失電子的過程，在酸性環(huán)境下，正極氧氣得到電子并與氫離子結(jié)合形成水；

解答：解：（1）0.5mol CH₄完全燃燒生成CO₂和H₂O（l）時(shí)，放出445kJ的熱量，則 CH₄完全燃燒生成CO₂和H₂O（l）時(shí)，放出889kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890KJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890KJ/mol．
（2）①C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ/mol
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①-②×

1

2

得到：?jiǎn)钨|(zhì)碳和水蒸氣生成水煤氣的熱化學(xué)方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3 kJ?mol^-1
故答案為：+131.3 kJ?mol^-1；
（3）CO₂在一定條件下通過加氫制得甲醇，由質(zhì)量守恒可知方程式為：CO₂+3H₂

一定條件

CH₃OH+H₂O，
故答案為：CO₂+3H₂

一定條件

CH₃OH+H₂O；
（4）氫氧燃料電池的電解質(zhì)是酸時(shí)，正極氧氣得到電子并與氫離子結(jié)合形成水，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了熱化學(xué)方程式、蓋斯定律的運(yùn)用、以及電極反應(yīng)，難度不大，根據(jù)所學(xué)知識(shí)即可完成．