Question

【題目】天然氣和可燃冰（mCH4·nH2O）既是高效潔凈的能源，也是重要的化工原料。

（1）可燃冰（mCH4·nH2O）屬于 晶體。

（2）已知25 ℃、101 kPa 時，1 g甲烷完全燃燒生成液態水放出55.64 kJ熱量，則該條件下反應CH4(g)＋2O2 (g)＝CO2 (g)＋2H2O (l)的ΔH＝

（3）用甲烷空氣堿性(KOH溶液)燃料電池作電源，電解CuCl2溶液。裝置如圖所示：

①a電極名稱為 。

②c電極的電極反應式為 。

③假設CuCl2溶液足量，當某電極上析出3.2 g 金屬Cu時，理論上燃料電池消耗的空氣在標準狀況下的體積是 L（空氣中O2體積分數約為20%）。

Answer 1

【答案】（1）分子（1分）（2）－890.24 kJ/mol （3）①負極（1分） ②2Cl－－2e－ = Cl2↑ ③2.8

【解析】

試題分析：（1）可燃冰的熔沸點較低，屬于分子晶體。

（2）1 g甲烷完全燃燒生成液態水放出55.64 kJ熱量，則1mol甲烷完全燃燒生成液態水放出熱量為55.64kJ×16=890.24，則該條件下反應的熱化學方程式為CH4（g)＋2O2（g)＝CO2（g)＋2H2O（l)的ΔH＝－890.24kJ/mol。

（3）①甲烷、空氣燃料電池中，甲烷在負極失電子發生氧化反應，則a電極是負極，氧氣在正極得電子發生還原反應，b電極是正極；

②根據上述分析，b電極是正極，則c電極與電源的正極相連，c電極是陽極，溶液中的氯離子在陽極放電生成氯氣，電極反應為2Cl－－2e－=Cl2↑；

③根據電極反應，陰極：Cu2++2e-=Cu，正極:O2+4e-+2H2O=4OH-，因為各個電極放電量相等，則Cu與氧氣的關系式為2Cu～O2，3.2g銅的物質的量為0.05mol，則需要氧氣0.025mol，空氣中O2體積分數約為20%，所以通入空氣的體積為0.025mol×5×22.4L/mol=2.8L。