Question

為了合理利用化學能，確保安全生產，化工設計需要充分考慮化學反應的焓變，并采取相應措施．化學反應的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算．
（1）實驗測得，5g液態甲醇（CH₃OH）在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式

2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol

；
（2）依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算．已知熱化學方程式：
①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
寫出FeO（s）被CO還原成Fe和CO₂的熱化學方程式

CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol

；
（3）甲醇是一種清潔高效的能源，若將甲醇、氧氣和氫氧化鉀溶液設計成燃料電池，該電池正極反應式為：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

Answer 1

分析：（1）根據熱化學方程式的書寫方法可知，化學計量數與反應熱成正比，并注意標明物質的聚集狀態來解答；
（2）依據蓋斯定律結合熱化學方程式計算得到；
（3）堿性甲醇燃料電池中，負極發生氧化反應，電極反應式為CH₃OH-6e^-+8OH^-+=CO₃^2-+6H₂O，正極發生還原反應，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

解答：解：（1）5gCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態水，放出113.5kJ熱量，64g即1molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態水，放出1452.8kJ熱量，
則熱化學方程式為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/
故答案為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol
（2）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依據蓋斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66KJ/mol；
得到熱化學方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol；
（3）堿性甲醇燃料電池中，該電池工作時，溶液中的OH^-向負極移動，則總反應式為2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，負極發生氧化反應，電極反應式為CH₃OH-6e^-+8OH^-+=CO₃^2-+6H₂O，正極發生還原反應，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫方法和計算應用，蓋斯定律的計算應用，原電池的原理分析，電極反應書寫，題目難度中等．