Question

10．碳及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)．
（1）在化工生產(chǎn)過(guò)程中，少量CO的存在會(huì)引起催化劑中毒，為了防止催化劑中毒，常用SO₂將CO氧化，SO₂被還原為S．
已知：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H₁=-126.4kJ•mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H₃=-296.8kJ•mol^-1
則SO₂氧化CO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-237.4kJ•mol^-1．
（2）一種新型CO燃料電池工作原理如圖所示．
①負(fù)極電極反應(yīng)式：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；正極電極反應(yīng)式：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-．
②電極A處產(chǎn)生的CO₂有部分參與循環(huán)利用，其利用率為50%．

Answer 1

分析 （1）已知：①C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₁=-126.4kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
③S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H₃=-296.8kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算②×2-①×2-③得到答案；
（2）①負(fù)極是一氧化碳發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳，電極反應(yīng)2CO+2CO₃^2--4e^-=4CO₂，而正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
②依據(jù)電極反應(yīng)電子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）已知：①C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₁=-126.4kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-393.5kJ•mol^-1
③S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H₃=-296.8kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算②×2-①×2-③得到SO₂氧化CO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-237.4kJ•mol^-1；
故答案為：SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-237.4kJ•mol^-1；
（2）①負(fù)極是一氧化碳發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，正極電極反應(yīng)為：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-，
故答案為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
②根據(jù)負(fù)極2CO+2CO₃^2--4e^-=4CO₂，而正極反應(yīng)為O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-，所以在轉(zhuǎn)移4mol電子相同的情況下負(fù)極產(chǎn)生4mol的二氧化碳，而正極消耗2mol的二氧化碳，所以利用率為50%，故答案為：50%．

點(diǎn)評(píng) 本題目綜合考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用等方面的知識(shí)，側(cè)重于影響平衡移動(dòng)及平衡常數(shù)的因素的考查，注意知識(shí)的歸納和整理是關(guān)鍵，題目難度中等．注意（2）燃料電池反應(yīng)的特點(diǎn)．