Question

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                     。

Answer 1

（1）CH₃OH(g)+3/2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)ΔH＝-280.9kJ/mol
（2）负极  CH₃OH+ H₂O -6e^-= CO₂+6H⁺

试题分析：（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⁺