Question

12．能源問題是當前人類社會面臨的一項重大課題，H₂、CO、CH₃OH都是重要的能源物質，它們的燃燒熱依次為285.8kJ/mol、282.5kJ/mol、726.7kJ/mol．請回答：

（1）已知CO和H₂在一定條件下可以合成甲醇：CO+2H₂=CH₃OH．則H₂與CO反應生成CH₃OH的熱化學方程式為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=-127.4kJ/mol．
（2）如圖1為某種燃料電池的工作原理示意圖，a、b均為惰性電極．
①使用時，空氣從B口通入（填“A”或“B”）；
②假設使用的“燃料”是甲醇，a極的電極反應式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．
（3）NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一．通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如圖 2所示：
①Pt電極上發(fā)生的是還原反應（填“氧化”或“還原”）．
②寫出NiO電極的電極反應式：NO+O^2--2e^-=NO₂．

Answer 1

分析 （1）分別寫出CO、H₂、CH₃OH熱化學方程式后，根據(jù)蓋斯定律就可得出要求的熱化學方程式及反應熱；
（2）由電子轉移方向可知a為負極，發(fā)生氧化反應，應通入燃料，b為正極，發(fā)生還原反應，應通入空氣，以此解答該題；
（3）①得電子的物質發(fā)生還原反應；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應生成二氧化氮．

解答 解：（1）CO燃燒的熱化學方程式：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-282.5 kJ•mol^-1 ①
H₂燃燒的熱化學方程式：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-285.8×2 kJ•mol^-1 ②
CH₃OH燃燒的熱化學方程式：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.7 kJ•mol^-1 ③
將①+②+（-③）可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-127.4KJ•mol^-1，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）△H=-127.4kJ/mol；
（2）①由電子轉移方向可知a為負極，發(fā)生氧化反應，應通入燃料，b為正極，發(fā)生還原反應，應通入空氣，故答案為：B；
②假設使用的“燃料”是甲醇，a極為負極，發(fā)生的電極反應式為CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，b為正極，發(fā)生還原反應，電極方程式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）①鉑電極上氧氣得電子生成氧離子而被還原，故答案為：還原；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應生成二氧化氮，所以電極反應式為：NO+O^2--2e^-=NO₂，故答案為：NO+O^2--2e^-=NO₂．

點評 本題考查的知識點較多，題目綜合性較強，難度較大，主要考查了蓋斯定律的應用、燃料電池等，在書寫電池的電極方程式時要注意電解質對反應產物的影響．