Question

【題目】煤的氣化、液化是綜合利用煤炭的重要途徑之一。

（1）已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1

②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ·mol-1

③H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) ΔH3=-241.8kJ·mol-1

焦炭與水蒸氣反應是：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=___ kJ·mol-1

（2）氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的發電裝置，其工作原理是2H2+O2=2H2O

①若選用KOH溶液作電解質溶液，則正極通入的氣體是___，該電極的電極反應式為___。

②若選用硫酸作電解質溶液，則負極的電極方程式為___。

（3）電解氯化鈉溶液時，陽極的電極反應式為___。

Answer 1

【答案】+131.3 氧氣 O2 + 2H2O + 4e- =4OH- H2 - 2e-=2H+ 2Cl--2e-=Cl2↑

【解析】

（1）根據已知的熱化學方程式和蓋斯定律進行計算；

（2）氫氧燃料電池的工作原理是2H2+O2=2H2O，負極上氫氣失電子被氧化，正極上氧氣得電子被還原，根據電解質溶液的酸堿性確定電極反應式；

（3）電解氯化鈉溶液時，氯離子在陽極上失電子被氧化生成氯氣。

（1）根據已知的熱化學方程式和蓋斯定律可知，目標方程式C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)可由①-②-③得到，則△H=ΔH1-ΔH2-ΔH3= -393.5kJ·mol-1-(-283.0kJ·mol-1)-(-241.8kJ·mol-1)= +131.3 kJ·mol-1；

故答案為：+131.3；

（2）氫氧燃料電池的工作原理是2H2+O2=2H2O，負極上氫氣失電子被氧化，正極上氧氣得電子被還原，根據電解質溶液的酸堿性確定電極反應式，

①若選用KOH溶液作電解質溶液，正極通入的氣體是氧氣，該電極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，則該電極的電極反應式為O2 + 2H2O + 4e- =4OH-；

故答案為：氧氣；O2 + 2H2O + 4e- =4OH-；

②若選用硫酸作電解質溶液，負極通入的是氫氣，該電極上氫氣失電子被氧化生成氫離子，則負極的電極方程式為H2 - 2e-=2H+；

故答案為：H2 - 2e-=2H+；

（3）電解氯化鈉溶液時，氯離子在陽極上失電子被氧化生成氯氣，則陽極的電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑；

故答案為：2Cl--2e-=Cl2↑。