Question

煤、天然气都是常见的化石燃料，而氢气是一种新能源．
（1）已知0.5mol CH₄完全燃烧生成CO₂和H₂O（l）时，放出445kJ的热量，则CH₄燃烧的热化学方程式是

 

．
（2）工业上可用煤和水通过水煤气法制氢气，已知下列热化学方程式：
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ/mol
试求水煤气法制氢气的反应的反应热△H₃．
C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₃=

 

kJ/mol
（3）为减少化石燃料在燃烧过程中产生的CO₂对大气造成的温室效应，可将CO₂在一定条件下通过加氢制得甲醇，这是解决CO₂排放的有效途径之一，具有环保、经济等重要意义．该转化过程的化学方程式是

 

．
（4）氢氧燃料电池是一种高效能源，该燃料电池在酸性环境下工作的正极反应式是

 

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Answer 1

分析：（1）根据热化学方程式的书写方法可知，化学计量数与反应热成正比，并注意标明物质的聚集状态来解答．
（2）依据盖斯定律计算得到热化学方程式；
（3）根据质量守恒来分析；
（2）氢氧燃料电池的负极一定是氢气失电子的过程，在酸性环境下，正极氧气得到电子并与氢离子结合形成水；

解答：解：（1）0.5mol CH₄完全燃烧生成CO₂和H₂O（l）时，放出445kJ的热量，则 CH₄完全燃烧生成CO₂和H₂O（l）时，放出889kJ热量，则热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890KJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890KJ/mol．
（2）①C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ/mol
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ/mol
根据盖斯定律，①-②×

1

2

得到：单质碳和水蒸气生成水煤气的热化学方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3 kJ?mol^-1
故答案为：+131.3 kJ?mol^-1；
（3）CO₂在一定条件下通过加氢制得甲醇，由质量守恒可知方程式为：CO₂+3H₂

一定条件

CH₃OH+H₂O，
故答案为：CO₂+3H₂

一定条件

CH₃OH+H₂O；
（4）氢氧燃料电池的电解质是酸时，正极氧气得到电子并与氢离子结合形成水，电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；

点评：本题主要考查了热化学方程式、盖斯定律的运用、以及电极反应，难度不大，根据所学知识即可完成．