Question

目前燃料電池中能量轉(zhuǎn)化效率最高的是陶瓷電池，此類電池正面涂有黑色的稀有金屬復(fù)合氧化物，作為正極，反面是一層較厚的綠色“金屬陶瓷”，作為負(fù)極．在750℃實(shí)驗(yàn)溫度下，空氣中的氧分子吸附于黑色正極，氧原子會(huì)分別從涂層中“搶走”2個(gè)電子，變成氧離子，隨后氧離子穿過陶瓷膜，與負(fù)極那一邊的燃?xì)夥磻?yīng)，并釋放出能量，氧不斷“劫持”電子穿越薄膜，正負(fù)兩極間便形成電壓，產(chǎn)生電流．
（1）水煤氣成分是

 

．水煤氣又稱為合成氣，在一定條件下可以合成二甲醚時(shí)，還產(chǎn)生一種可以參與大氣循環(huán)的無機(jī)化合物，寫出該化學(xué)方程式可能是

 

．
（2）若以水煤氣為上述陶瓷電池的燃料氣，則電池的負(fù)極反應(yīng)方程式為

 

．（寫出一個(gè)即可）
（3）如圖是丙烷、二甲醚燃燒過程中能量變化圖，其中x為各自反應(yīng)中對(duì)應(yīng)的系數(shù)．
根據(jù)該圖寫出二甲醚燃燒的熱化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)電源新型電池

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）C與水蒸氣在高溫條件下生成水煤氣；根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫方程式；
（2）CO和H₂都具有還原性，為燃料電池的負(fù)極，被氧化失去電子生成CO₂和H₂O，結(jié)合電解質(zhì)書寫電極反應(yīng)式；
（3）根據(jù)生成1mol水放出的熱量計(jì)算反應(yīng)熱．

解答： 解：（1）C與水蒸氣在高溫條件下生成水煤氣，水煤氣的成分為CO、H₂；CO和H₂在一定的條件下生成二甲醚和水，化學(xué)方程式是2CO+4H₂

一定條件  .

CH₃OCH₃+H₂O；
故答案為：CO、H₂；2CO+4H₂

一定條件  .

CH₃OCH₃+H₂O；
（2）CO和H₂都具有還原性，為燃料電池的負(fù)極，被氧化失去電子生成CO₂和H₂O，電極反應(yīng)為CO+O^2--2e^-=CO₂，或H₂+O^2--2e^-=2H₂O，
故答案為：CO+O^2--2e^-=CO₂或H₂+O^2--2e^-=2H₂O；
（3）由圖象可知生成1mol水時(shí)，二甲醚燃燒放出485KJ的熱量，則生成3mol水，放出的熱量為3×485KJ=1455KJ，
所以熱化學(xué)方程式為CH₃OCH₃（g）+3O₂（g）→2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1455kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OCH₃（g）+3O₂（g）→2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1455kJ?mol^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了方程式的書寫、電極方程式的書寫、反應(yīng)熱的計(jì)算及熱化學(xué)方程式的書寫，題目難度中等，注意把握燃料電池中電極方程式的書寫方法．