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(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)用太陽(yáng)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%

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