Question

【題目】天然氣的主要成分甲烷燃燒生成二氧化碳和液態水的熱化學方程式如下，請回答下列問題：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6kJ/mol．

（1）反應物能量總和_____（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物能量總和．

（2）若1mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，則放出的熱量_____889.6kJ．（填“＞”、“＜”或“=”）

（3）已知氫氣燃燒生成液態水的熱化學方程式是：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣572kJ/mol，則相同質量的甲烷和氫氣，完全燃燒生成液態水，放熱較多的是_____．

（4）被譽為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、高效率的特點．

①已知甲烷燃料電池的總反應式為CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O，通入甲烷的這個電極是_____（填“正極”或“負極”），其另外一電極上的電極反應式為：__________________．

②通常情況下，甲烷燃料電池的能量利用率_____（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃燒的能量利用率．

Answer 1

【答案】 大于 ＜ 氫氣 負極 O2+4 e﹣+2H2O = 4 OH﹣ 大于

【解析】(1)已知CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6kJ/mol，反應是放熱反應,所以反應物能量總和大于生成物能量總和；正確答案:大于。

(2)水蒸氣轉化為液態水要放出熱量，所以1mol 甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣,放出的熱量小于889.6kJ；正確答案:。

(3)已知CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣889.6kJ/mol，2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣572kJ/mol，則1g甲烷完全燃燒放出的熱量為，1g氫氣完全燃燒放出的熱量為，所以相同質量的甲烷和氫氣，完全燃燒生成液態水，氫氣放的熱量較多；正確答案:氫氣。

(4) ①堿性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負極,負極上甲烷失電子發生氧化反應,電極反應式為,通入氧氣的一極為原電池的正極，極反應為O2+4 e﹣+2H2O =4 OH﹣；正確答案：負極；O2+4 e﹣+2H2O = 4 OH﹣。

②通常情況下,甲烷燃料電池的能量利用率大于甲烷燃燒的能量利用率；正確答案:大于。