问题 填空题

随着科学技术的进步,人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池,以满足不同的需求。

(1)有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是

A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)        ΔH=+49.0kJ/mol

B、CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)     ΔH=-192.9kJ/mol

又知H2O(l)=H2O(g)  ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式                                  

(2)下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。则c电极是        (填“正极”或“负极”),

c电极上发生的电极反应式是                     

答案

(1)CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-280.9kJ/mol

(2)负极  CH3OH+ H2O -6e-= CO2+6H+

题目分析:(1)32g的CH3OH的物质的量是1mol,根据盖斯定律可得,1mol的甲醇完全燃烧生成液态水放出的热量=192.9kJ+2×44kJ=280.9kJ。所以32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式为CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-280.9kJ/mol

(2)燃料电池中电子由负极流向正极,根据图中电子的流向判断,c极是负极,负极为燃料发生氧化反应,该电池中的燃料是甲醇,有质子生成,所以c电极上发生的电极反应式是CH3OH+ H2O -6e-= CO2+6H+

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