Question

摩托羅拉公司開發了一種以甲醇為原料，以KOH為電解質的用于手機的可充電的高效燃料電池，充一次電可以連續使用一個月。已知該電池的總反應式為：
2CH₃OH＋3O₂＋4KOH2K₂CO₃＋6H₂O
請填空：
(1)放電時：負極的電極反應式為_________________________________________________________。
(2)通入甲醇一端的電極是________極，電池在放電過程中溶液的pH將_______ (填“上升”、“下降”或“不變”)。
(3)若在常溫、常壓下，1 g CH₃OH燃燒生成CO₂和液態水時放出22.68 kJ的熱量，表示該反應的熱化學方程式為________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2-＋6H₂O （2)負   下降
(3)CH₃OH(l)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l)  ΔH＝－725.76 kJ/mol

試題分析：（1）原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應。因此根據反應式2CH₃OH＋3O₂＋4KOH2K₂CO₃＋6H₂O可知，放電時甲醇失去電子被氧化，發生氧化反應，則甲醇在負極通入。由于電解質是氫氧化鉀溶液，因此其負極電極反應式為CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2-＋6H₂O。
（2）甲醇失去電子被氧化，發生氧化反應，則甲醇在負極通入，即通入甲醇一端的電極是負極。根據反應式2CH₃OH＋3O₂＋4KOH2K₂CO₃＋6H₂O可知，放電時消耗氫氧化鉀，因此溶液的堿性降低，pH下降。
（3）在常溫、常壓下，1gCH₃OH燃燒生成CO₂和液態水時放出22.68 kJ的熱量，則1mol甲醇即32g甲醇燃燒生成CO₂和液態水時放出的熱量＝22.68 kJ×32＝725.76 kJ，所以表示甲醇燃燒的熱化學方程式為CH₃OH(l)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l)  ΔH＝－725.76 kJ/mol。