Question

3．（1）實事證明，能設計成原電池的反應通常是放熱反應，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是A．
A．CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H＜0
B．C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H＞0
C．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H＜0
（2）以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)（1）中所選反應設計一個原電池，其負極電池反應式為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（3）燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置．燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率理論上可高達85%～90%（現(xiàn)在實際已達到40%～60%）．CO、CH₄、C₂H₅OH是常用的燃料，它們每1mol分別完全燃燒生成CO₂（g）及H₂O（l）時，放出的熱量依次為283.0kJ、890.3kJ、1366.8kJ．相同質(zhì)量的這3種燃料，完全燃燒時放出熱量最多的是CH₄（填寫物質(zhì)的化學式）．

Answer 1

分析 （1）能設計成原電池的反應必須是放熱反應，同時必須是氧化還原反應；
（2）燃料電池中，負極上投放燃料，正極上投放氧化劑，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應；
（3）根據(jù)CO、CH₄、C₂H₅OH的相對分子質(zhì)量分別為28、16、46和每1mol分別完全燃燒生成CO₂（g）及H₂O（l）時，放出的熱量依次為283.0kJ、890.3kJ、1366.8kJ，計算1gCO、CH₄、C₂H₅OH完全燃燒時，放出熱量進行比較．

解答 解：（1）能設計成原電池的反應必須是放熱反應，同時必須是氧化還原反應，
A．該反應是氧化還原反應且屬于放熱反應，故A正確；
B．該反應不是氧化還原反應，故B錯誤；
C．該反應不是氧化還原反應，故C錯誤；
故選：A；
（2）燃料電池中，負極上投放燃料，正極上投放氧化劑，負極上一氧化碳失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
故答案為：CO-2e^-+4OH^-=CO₃^2-+2H₂O；
（3）CO、CH₄、C₂H₅OH的相對分子質(zhì)量分別為28、16、46，又因為它們每1mol分別完全燃燒生成CO₂（g）及H₂O（l）時，放出的熱量依次為283.0kJ、890.3kJ、1366.8kJ，所以1gCO、H₂、CH₄、C₂H₅OH完全燃燒時，放出熱量分別為：$\frac{283}{28}$，$\frac{890.3}{16}$，$\frac{1366.8}{46}$，則相同質(zhì)量的以上四種燃料，完全燃燒時放出熱量最多的是CH₄，故答案為：CH₄．

點評 本題以原電池、電解池原理為載體考查了原電池的設計、金屬的腐蝕與防護，注意能設計成原電池的反應必須是放熱反應，同時必須是氧化還原反應．