Question

隨著科學技術的進步，人們研制出了多種類型的甲醇質子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求．
（1）有一類甲醇質子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉化為氫氣，兩種反應原理是：①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+49.0kJ/mol
②CH₃OH（g）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-192.9kJ/mol
由上述方程式可知，CH₃OH的燃燒熱

大于

（填“大于”、“等于”或“小于”）192.9kJ/mol．已知水的氣化熱為44kJ/mol，則氫氣燃燒熱的熱化學方程式為

H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-124.6kJ/mol

．
（2）下圖是某筆記本電腦用甲醇質子交換膜燃料電池的結構示意圖．甲醇在催化劑作用下提供質子和電子，電子經外電路、質子經內電路到達另一極與氧氣反應，電池總反應為：2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O．則c電極是

負極

（填“正極”或“負極”），c電極上發生的電極反應是

CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺

．

Answer 1

分析：（1）燃燒熱是指可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物所放出的熱量，應生成液態水，而氣態水變為液態水要放出熱量，可利用蓋斯定律計算反應熱；
（2）原電池中電子從負極經外電路流向正極，負極反應氧化反應．

解答：解：（1）燃燒熱是指可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物所放出的熱量，應生成液態水，而氣態水變為液態水要放出熱量，由以上熱化學方程式可以看出，當生成氣態水時放出的熱量為192.9kJ，則生成液態水應放出更多的熱量，
已知：①CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+49.0kJ/mol
②CH₃OH（g）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-192.9kJ/mol
利用蓋斯定律將②-①可得：

3

2

O₂（g）+3H₂（g）=3H₂O（g）△H=-241.9kJ/mol
即

1

2

O₂（g）+H₂（g）=H₂O（g）△H=-80.6kJ/mol
又知：H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ/mol
則有：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-（80.6+44）kJ/mol=-124.6kJ/mol，
故答案為：大于；H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-124.6kJ/mol；
（2）原電池中電子從負極經外電路流向正極，根據電子流向可知c電極為負極，
甲醇在負極上發生氧化反應，電極反應式為CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，
故答案為：負極；CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺．

點評：本題考查化學反應與能量，題目難度中等，注意利用蓋斯定律計算反應熱．