Question

摩托罗拉公司开发了一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可以连续使用一个月。已知该电池的总反应式为：
2CH₃OH＋3O₂＋4KOH2K₂CO₃＋6H₂O
请填空：
(1)放电时：负极的电极反应式为_________________________________________________________。
(2)通入甲醇一端的电极是________极，电池在放电过程中溶液的pH将_______ (填“上升”、“下降”或“不变”)。
(3)若在常温、常压下，1 g CH₃OH燃烧生成CO₂和液态水时放出22.68 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2-＋6H₂O （2)负   下降
(3)CH₃OH(l)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l)  ΔH＝－725.76 kJ/mol

试题分析：（1）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。因此根据反应式2CH₃OH＋3O₂＋4KOH2K₂CO₃＋6H₂O可知，放电时甲醇失去电子被氧化，发生氧化反应，则甲醇在负极通入。由于电解质是氢氧化钾溶液，因此其负极电极反应式为CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2-＋6H₂O。
（2）甲醇失去电子被氧化，发生氧化反应，则甲醇在负极通入，即通入甲醇一端的电极是负极。根据反应式2CH₃OH＋3O₂＋4KOH2K₂CO₃＋6H₂O可知，放电时消耗氢氧化钾，因此溶液的碱性降低，pH下降。
（3）在常温、常压下，1gCH₃OH燃烧生成CO₂和液态水时放出22.68 kJ的热量，则1mol甲醇即32g甲醇燃烧生成CO₂和液态水时放出的热量＝22.68 kJ×32＝725.76 kJ，所以表示甲醇燃烧的热化学方程式为CH₃OH(l)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l)  ΔH＝－725.76 kJ/mol。