Question

已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ?mol-1、-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1．

已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ?mol-1、-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1．请回答下列问题：（1）用太阳能分解5mol液态水消耗的能量是______kJ；（2）液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为______；（3）在以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，则正极的电极反应式为______； 理想状态下，该燃料电池消耗2mol甲醇所能产生的最大电能为1162.4kJ，则该燃料电池的理论效率为______．（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）

Answer 1

（1）H₂的燃烧热△H分别为-285.8kJ?mol^-1，分解5mol液态水消耗的能量为5mol×285.8kJ?mol^-1=1429kJ，
故答案为：1429kJ；
（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，则
①CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（l）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1
由盖斯定律可知用②-①得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），该反应的反应热△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（3）甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极放电，酸性条件下生成水，正极电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，
CH₃OH（l）的燃烧热△H=-726.5kJ?mol^-1，故2mol甲醇完全燃烧放出的热量为2mol×726.5kJ?mol^-1=1453kJ，故该燃料电池的理论效率为

1162.4kJ

1453kJ

=80%，
故答案为：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；80%．