Question

13．圖一是煤化工產業鏈的一部分，試運用所學知識，回答下列問題：

（1）圖一中氣體A的俗稱是水煤氣
（2）合成氨工業是煤化工產業鏈中非常重要的一步．已知有一組數據：破壞1mol氮氣中的化學鍵需要吸收A kJ能量；破壞0.5mol氫氣中的H-H鍵需要吸收B kJ的能量；形成氨分子中1mol N-H鍵能夠釋放C kJ能量．圖二表示合成氨工業過程中能量的變化，②的數值為80kJ
（3）甲醇-空氣燃料電池（DMFC）是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池，其工作原理如圖三所示，該燃料電池的電池反應式為2CH₃OH （g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l），則負極的電極反應式為CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，正極附近pH值增大（填寫“增大”、“減小”或者“不變”）

Answer 1

分析 （1）煤的氣化生成CO和氫氣；
（2）根據能量守恒計算，等于形成生成物中新的化學鍵釋放的能量減去破壞1mol氮氣和3mol氫氣中化學鍵所吸收的能量；
（3）根據氫離子的移動方向知，右邊電極是正極，左邊電極是負極，負極上燃料失電子發生氧化反應，正極上氧化劑得電子發生還原反應，據此書寫電極反應式，然后根據電極反應式判斷正極附近的pH值．

解答 解：（1）煤的氣化生成CO和氫氣，俗稱水煤氣，故答案為：水煤氣；
（2））①為破壞1mol氮氣和3mol氫氣中化學鍵所吸收的能量，等于946kJ+3×2×218kJ=2254kJ，
②中的能量變化等于形成生成物中新的化學鍵釋放的能量減去破壞1mol氮氣和3mol氫氣中化學鍵所吸收的能量，即：2334kJ-2254kJ=80kJ，
故答案為：80；
（3）可燃物甲醇在負極失去電子生成二氧化碳，負極電極反應式為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，正極為氧氣得電子生成氫氧根離子，所以正極附近的PH值增大，
故答案為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；增大．

點評 本題考查知識點全面，綜合性較強，涉及反應熱和焓變的計算、化學平衡狀態的判定、燃料電池等知識，明確燃料電池中正負極上得失電子是解答（4）的關鍵，題目難度較大．