Question

直接甲醇燃料電池（DNFC）被認為是21世紀電動汽車最佳候選動力源。

（1）101 kPa時，1 mol CH₃OH完全燃燒生成穩定的氧化物放出熱量726.51 kJ/mol，則甲醇燃燒的熱化學方程式為　　                        　　　 。
（2）甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉化為氫氣的兩種反應原理是：
①CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g) 　△H₁="+49.0" kJ·mol^-1
②CH₃OH(g)+ O₂(g)= CO₂(g)+2H₂(g)　△H₂
已知H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g)　　△H ="-241.8" kJ·mol^-1
則反應②的△H₂= 　　　　　　　　　　　　　kJ·mol^-1。
（3）甲醇燃料電池的結構示意圖如右。甲醇進入　 極（填“正”或“負”），正極發生的電極反應式為　　　　　 　　　                  　　　　　。負極發生的電極反應式為　　　　　 　                　　　　　　　。

Answer 1

（1）CH₃OH(g)+3/2O₂(g)＝CO₂(g)+2H₂O(l) △H＝－726.51kJ/mol  （2）-192.8
（3）負    O₂＋4H⁺＋4e^－＝2H₂O     CH₃OH＋H₂O－6e^－＝CO₂↑＋6H⁺

試題分析：（1）1molCH₃OH完全燃燒生成穩定的氧化物為氣態二氧化碳和液態水，放出熱量726.51kJ/mol，則燃燒的熱化學方程式為CH₃OH(g)+3/2O₂(g)＝CO₂(g)+2H₂O(l) △H＝－726.51kJ/mol。
（2）由蓋斯定律可知，①CH₃OH（g）+H₂O（g）＝CO₂（g）+3H₂（g） △H₁＝+49.0kJ/mol、③H₂(g)+O₂(g)＝H₂O(g) △H＝－241.8 kJ/mol。則①+③得到反應②，即則△H₂＝＋49.0kJ/mol＋（－241.8kJ/mol）＝－192.8kJ/mol。
（3）甲醇燃料電池中，甲醇中C元素的化合價升高，則甲醇為負極，電解質為酸，甲醇失去電子生成二氧化碳，電極反應為CH₃OH＋H₂O－6e^－＝CO₂↑＋6H⁺；氧氣在正極通入，得到電子，電極反應式是O₂＋4H⁺＋4e^－＝2H₂O。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，貼近高考，注重高考常考考點的考查，旨在培養學生分析、歸納和總結問題的能力。有利于調動學生的學習興趣，激發學生的學習積極性。