W pracującym ogniwie paliwowym zasilanym bezpośrednio metanolem na elektrodach biegną reakcje chemiczne:
reakcja 1: O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e– → 2H2O (c)
reakcja 2: CH3OH (g) + H2O (c) → CO2 (g) + 6H+ (aq) + 6e–
Oblicz efekt cieplny sumarycznego procesu przebiegającego w opisanym ogniwie paliwowym w przeliczeniu na 1 mol metanolu. Przyjmij, że w warunkach pracy ogniwa:
ΔHtw.(CH3OH (g)) = – 201,0 kJ∙mol–1,
ΔHtw.(H2O (c)) = – 285,8 kJ∙mol–1,
ΔHtw.(CO2 (g)) = – 393,5 kJ∙mol–1.
Obliczenia:
Zadanie 58. (0–2)
| II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych […]; 7) wykonuje obliczenia dotyczące praw chemicznych. | Zakres rozszerzony IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Zdający: 12) stosuje prawo Hessa do obliczeń efektów energetycznych przemian na podstawie wartości […] entalpii tworzenia […]. |
Zasady oceniania
2pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku z jednostką.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale
– popełnienie błędów rachunkowych.
LUB
– podanie wyniku z błędną jednostką albo bez jednostki.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
ΔHr = 2 ∙ ΔHtw.(H2O (c)) + ΔHtw.(CO2 (g)) – ΔHtw.(CH3OH (g)) = – 764,1 kJ∙(mol CH3OH)–1
