Question

（1）已知2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol，CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol．某H₂ 和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74kJ熱量，同時生成3.6g液態(tài)水，則原混合氣體中H₂和CO的物質的量之比為

 

．
（2）以甲醇、空氣，氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極，可構成燃料電池；已知該燃料電池的總反應式是：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，該燃料電池發(fā)生反應時，正極區(qū)溶液的pH

 

 （填“增大”，“減小”或“不變”）該電池的負極反應式為

 

．
（3）用上述燃料電池進行粗銅的精煉，粗銅應連接電源的

 

極，該粗銅精煉電解池的陰極反應式為

 

．

Answer 1

考點：有關反應熱的計算,常見化學電源的種類及其工作原理,電解原理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據生成水的質量，利用2H₂+O₂═2H₂O（l）可計算氫氣的物質的量，再利用混合氣體燃燒放出的熱量與氫氣燃燒放出的熱量來計算CO燃燒放出的熱量，最后利用熱化學反應方程式來計算CO的物質的量，最后求出H₂和CO的物質的量之比；
（2）堿性條件下，負極上甲醇失電子生成碳酸根離子，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；
（3）電解精煉時粗銅作陽極，與正極相連，陰極陽離子得電子生成單質．

解答： 解：（1）水的物質的量為

3.6g

18g/mol

=0.2mol，
由2H₂+O₂═2H₂O可知，n（H₂）=n（H₂O）=0.2mol，
由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1可知，0.2molH₂燃燒放出的熱量為57.16KJ，
則CO燃燒放出的熱量為113.74KJ-57.16KJ=56.58KJ，
設混合氣體中CO的物質的量為x，則
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ?mol^-1
1                           283KJ
x                          56.58KJ

1

x

=

283KJ

56.58KJ

，解得x=0.2mol，即n（CO）=0.20mol，
所以原混合氣體中H₂和CO的物質的量之比為0.2mol：0.2mol=1：1，
故答案為：1：1；
（2）堿性條件下，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，所以正極區(qū)溶液的pH增大，負極上甲醇失電子生成碳酸根離子，所以負極的電極反應式為：2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O，
故答案為：增大；2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
（3）電解精煉時粗銅作陽極，與正極相連，陰極銅離子得電子生成銅單質，則陰極上電極反應式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：正極；Cu²⁺+2e^-=Cu．

點評：本題考查了有關反應熱的計算，原電池原理與電解原理，明確物質的量與熱量的成正比的關系是解答的關鍵，難度不大．