Question

已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱分別為285.8 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1和726.5 kJ·mol－1。請回答下列問題。

(1)用太陽能分解5 mol液態(tài)水消耗的能量是 kJ。

(2)液態(tài)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為 。

(3)在以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，則正極的電極反應(yīng)式為 。

理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗2 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為1 404.2 kJ，則該燃料電池的理論效率為 。(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)

 

Answer 1

(1)1 429

(2)CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－443.5 kJ·mol－1

(3)O2＋4e－＋4H＋=2H2O　96.6%

【解析】(1)根據(jù)能量守恒定律可知分解5 mol液態(tài)水消耗的能量與生成5 mol液態(tài)水放出的能量相等，285.8 kJ·mol－1×5 mol＝1 429 kJ。

(2)2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJ·mol－1　①

2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 453.0 kJ·mol－1　②

根據(jù)蓋斯定律(②－①)÷2得：CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－443.5 kJ·mol－1。

(3)甲醇燃料電池的正極反應(yīng)物為O2，酸性條件下生成H2O：O2＋4e－＋4H＋=2H2O。2 mol甲醇完全燃燒放出的熱量為1 453.0 kJ，故該電池的理論效率為1 404.2 kJ÷1 453.0 kJ×100%＝96.6%。