Question

甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO（CO的结构式为C≡O）和H2化合制备甲醇，该反应的热化学方

甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO（CO的结构式为C≡O）和H2化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为：①CO （g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1该反应的原料CO和H2本身都可作为燃料提供动力，已知这两种物质燃烧的热化学方程式为：②CO（g）+12O2（g）═CO2（g）△H2=-283kJ?mol-1③H2（g）+12O2（g）═H2O （g）△H3=-242kJ?mol-1，断开1mol某些化学键所需的最低能量数据如下表：化学键C-CC-HH-HC-OC OH-O能量/kJ?mol-13484134363581072463请回答下列问题：（1）反应①的焓变△H1=______．（2）CH3OH（g）燃烧生成CO2（g）和H2O（g）的热化学方程式为CH3OH（g）+32O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H4，该反应的焓变△H4=______．与CO的H2相比，甲醇作为汽车动力燃料的优点是______．（3）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染的电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应为CH3OH（1）+32O2（g）═CO2（g）+2H2O（1）．已知电解质溶液为H2SO4溶液，则电池的负极反应式为______．

Answer 1

（1）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g），反应的焓变可以根据反应物的总键能和生成物的总键能计算得到，焓变=反应物总键能之和-生成物总键能之和，依据图表提供的化学键的键能计算得到，△H═1072KJ/mol+2×436KJ/mol-（3×413KJ/mol+358KJ/mol+463KJ/mol）=-116 kJ?mol^-1，
故答案为：-116 kJ?mol^-1；
（2）已知①CO （g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-116kJ?mol^-1，
②CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283kJ?mol^-1，
③H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O （g）△H₃=-242kJ?mol^-1，
根据盖斯定律②-①+③×2得CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₄=-283-（-116）+（-242）×2=-651kJ?mol^-1，
常温下甲醇为液体，与CO、氢气相比较，甲醇易于运输，而且甲醇燃烧耗氧少；
故答案为：-651kJ?mol^-1；易于运输，单位产能耗氧量较少；
（3）酸性条件下，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，则负极的电极反应式为CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺；
故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺．