Question

【題目】甲醇是一種優質燃料，在工業上常用CO和H2合成甲醇，反應方程式為CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)。

(1)計算CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的反應熱△H4=____________。

(2)為了提高燃料的利用率可以將甲醇設計為燃料電池，并用以此為電源進行電解實驗，裝置如圖所示，回答相關問題。

①寫出通甲醇一極的電極反應方程式 ；寫出乙池中B(C)電極的電極反應式 ；

②反應過程中，乙池溶液pH的變化為 (升 高、降低或不變)

③當乙池中A(Fe)極的質量增加5.40g時，甲池中理論上消耗O2 mL(標準狀況下)

Answer 1

【答案】(1)-574.4kJ/mol

(2)①CH3OH-6e－+8OH－=CO32－+6H2O；

4OH－-4e－=2H2O+O2↑②降低③280mL

【解析】

試題分析：(1)根據蓋斯定律原理可知，①+②×2-③可得反應CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)，則此反應的反應熱△H4=(-283.0kJ/mol)+(-241.8kJ/mol×2)-(-192.2kJ/mol )=-574.4kJ/mol；

(2)①燃料電池中通甲醇一極為負極，發生的電極反應方程式為CH3OH - 6e－ + 8OH－ = CO32－ + 6H2O； 寫出乙池中B(C)電極為電解池的陽極，發生氧化反應，其電極反應式為4 OH－- 4e－ = 2H2O + O2↑；

②反應過程中，乙池電解AgNO3溶液，析出Ag，同時生成HNO3，所得溶液pH的變化降低；

③當乙池中A(Fe)極的質量增加5.40g時，析出Ag的物質的量為5.4g÷108g/mol=0.05mol，轉移電子數為0.05mol，則甲池中理論上消耗O2的物質的量為0.05mol÷4=0.0125mol，標準狀況下的體積為0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280mL。