Question

【題目】（1）已知在常溫常壓下：

①CH3OH（l）+ O2（g）=CO（g）+ 2H2O（g）； ΔH＝﹣355.0 kJ∕mol

②2CO（g）+ O2（g）= 2CO2（g） ΔH＝-566.0 kJ/mol

③H2O（l）=H2O（g） ΔH＝+44.0 kJ/mol

寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式：___________________________ 。

（2）一定溫度下，在兩個(gè)容積均為2L的密閉容器中，分別發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器	甲
反應(yīng)物投入量	1mol CO2(g)和3mol H2(g)
平衡時(shí)c(CH3OH)	c1
平衡時(shí)能量變化	放出29.4kJ

若甲中反應(yīng)10s時(shí)達(dá)到平衡，則用CO2來(lái)表示甲中反應(yīng)從開(kāi)始到平衡過(guò)程中的平均反應(yīng)速率是_____mol/(L·s)。

（3）鉛蓄電池放電時(shí)總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。鉛蓄電池放電時(shí)的正極反應(yīng)式為____ ，當(dāng)電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，理論上兩電極質(zhì)量變化的差為_______ g。

（4）甲烷可直接應(yīng)用于燃料電池，該電池采用可傳導(dǎo)O2－的固體氧化物為電解質(zhì)，其工作原理如圖所示：

①A極電極反應(yīng)式為____________________。

②若燃料電池消耗的空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是5.6L（假設(shè)空氣中O2體積為20%），則理論上消耗甲烷________mol。

Answer 1

【答案】 △H= 265.2kJ/mol 0.03 3.2 0.025

【解析】

⑴甲醇燃燒熱是1mol甲醇完全燃燒生成穩(wěn)定的液態(tài)水，將① + 0.5② - 2③得其熱化學(xué)方程式。

⑵一定溫度下，在兩個(gè)容積均為2L的密閉容器中，分別發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol。

1mol 49 kJ

x mol 29.4kJ

1：x = 49:29.4

解得x = 0.6mol

若甲中反應(yīng)10s時(shí)達(dá)到平衡，則用CO2來(lái)表示甲中反應(yīng)從開(kāi)始到平衡過(guò)程中的平均反應(yīng)速率是。

⑶分析得出正極為PbO2，得到電子變?yōu)榱蛩徙U，其放電時(shí)的正極反應(yīng)式為PbO2 + 2e－ + 4H+ + SO42－ = PbSO4 + 2H2O，當(dāng)電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，

負(fù)極

2mol：0.2mol = 96g：yg

解得y = 9.6g

正極

2mol：0.2mol = 64g：zg

解得z = 6.4g

理論上兩電極質(zhì)量變化的差為9.6g-6.4g = 3.2 g。

⑷①A極是甲烷作負(fù)極，其電極反應(yīng)式為CH4 - 8e－ + 4O2－ = 2H2O + CO2。

②若燃料電池消耗的空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是5.6L即空氣物質(zhì)的量為0.25mol，則氧氣物質(zhì)的量為0.05mol，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.2mol，再計(jì)算理論上消耗甲烷。

⑴甲醇燃燒熱是1mol甲醇完全燃燒生成穩(wěn)定的液態(tài)水，將① + 0.5② - 2③得其熱化學(xué)方程式CH3OH(l) + 1.5O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH＝﹣726.0 kJ∕mol，故答案為：CH3OH(l) + 1.5O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH＝﹣726.0 kJ∕mol。

⑵一定溫度下，在兩個(gè)容積均為2L的密閉容器中，分別發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol。

1mol 49 kJ

x mol 29.4kJ

1：x = 49:29.4

解得x = 0.6mol

若甲中反應(yīng)10s時(shí)達(dá)到平衡，則用CO2來(lái)表示甲中反應(yīng)從開(kāi)始到平衡過(guò)程中的平均反應(yīng)速率是，故答案為：0.03。

⑶鉛蓄電池放電時(shí)總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。正極為PbO2，得到電子變?yōu)榱蛩徙U，其放電時(shí)的正極反應(yīng)式為PbO2 + 2e－ + 4H+ + SO42－ = PbSO4 + 2H2O，當(dāng)電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，

負(fù)極

2mol：0.2mol = 96g：yg

解得y = 9.6g

正極

2mol：0.2mol = 64g：zg

解得z = 6.4g

理論上兩電極質(zhì)量變化的差為9.6g-6.4g = 3.2 g，故答案為3.2g。

⑷①A極是甲烷作負(fù)極，其電極反應(yīng)式為CH4 - 8e－ + 4O2－ = 2H2O + CO2，故答案為：CH4 - 8e－ + 4O2－ = 2H2O + CO2。

②若燃料電池消耗的空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是5.6L即空氣物質(zhì)的量為0.25mol，則氧氣物質(zhì)的量為0.05mol，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.2mol，則理論上消耗甲烷，故答案為：0.025。