三、热能和电能

对于一个特定化学反应，反应前后能量的变化无论以什么形式释放出来，能量值都是一样的。不过将燃烧反应设计成燃料电池将大大提高能量的利用率，这也是燃料电池即将成为21世纪新能源的重要原因。

　　例3.（1）碱性燃料电池（AFC）是采用30%-50%KOH溶液作电解质溶液，以氢气和氧气为燃料在一定条件下使其发生反应，试表示该电池的电极反应式。

　　　　（2）已知燃烧1 g氢气生成液态水放出热量143 kJ，某燃料电池以氢气为燃料，假设能量利用率为80%，那么要求产生1度电需标准状况下的氢气__________L，写出该反应的热化学方程式。

解析：氢氧燃料电池在碱性条件下的电极反应为：

负极：2H2+-4e- +4OH-=4H2O 正极：O2+4e-+2H2O=4OH-

电池的总反应式为：2H2+O2=2H2O，所以该燃料电池发电释放能量可以由燃烧反应的反应热求得。1 g氢气完全燃烧放出热量143 kJ，该燃烧反应的热化学方程式为2H2(g) + O2(g) ＝2H2O(l)；ΔH1＝－572 kJ/mol，氢气燃烧热为286 kJ/mol。产生1度电的能量为3600kJ，需要氢气的体积为：v（H2）==352.4 L

四、 链接高考

（07江苏）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是

①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)；△H= + 49．0 kJ·mol-1

②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)；△H=－192．9 kJ·mol-1

下列说法正确的是( )。

A．CH3OH的燃烧热为192．9 kJ·mol－1

B．反应①中的能量变化如右图所示

C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D．根据②推知反应：CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H>－192．9 kJ·mol－1

解析：本题以燃料电池为载体考查燃烧热和热化学方程式。CH3OH燃烧热应指1 mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量，题中电池反应甲醇生成氢气，不符合定义，因此选项A错。反应①是吸热反应，而上图所示反应物的总能量大于生成物的总能量应是放热反应，因此选项B也错。由反应①②可知，CH3OH转变成H2的过程有的是放热反应有的是吸热反应，选项C错。液态甲醇能量低于气态甲醇，与氧气反应放出热量少，因△H为负，所以△H>－192.9 kJ·mol－1。选D。

化学反应中的能量变化是复习化学的另一条线索，是近年来高考常考知识点，也是学生复习中的薄弱环节，必要时应做一些强化练习，将反应中涉及的能量问题综合起来，这样才会利用该知识点，使相关知识达到融会贯通。