Question

16．能源的開(kāi)發(fā)利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)．
（1）已知：Fe₂0₃（s）+3C（s）═2Fe（s）+3C0（g）△H₁=a kJ•mol^-1
C0（g）+$\frac{1}{2}$0₂ （g）═C0₂ （g）△H₂=ckJ•mol^-1
4Fe（s）+30₂（g）═2Fe₂0₃ （s）△H₃=c kJ•mol^-1
則C的燃燒熱△H=$\frac{2a+6b+c}{6}$kJ•mol^-1．
（2）依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是CD（填序號(hào)）．
A．C（s ）+C0₂ （g）═2C0（g）
B．Na0H（aq）+HCl（aq ）═NaCl（aq）+H₂0（l）
C.2C0（g）+0₂ （g）═2C0₂ （g ）
D.2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H＜0
（3）若以熔融的K₂CO₃與CO₂為反應(yīng)的環(huán)境，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，請(qǐng)寫(xiě)出該原電池的負(fù)極反應(yīng)：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂ 或H₂-2e^-=2H⁺．

Answer 1

分析 （1）三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，（①×2+②×6+③）÷6得，C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=$\frac{1}{6}$（2a+6b+c）kJ•mol^-1，則C的燃燒熱為$\frac{2a+6b+c}{6}$kJ•mol^-1；
（2）常溫下屬于氧化還原反應(yīng)的放熱反應(yīng)，可設(shè)計(jì)為原電池，存在元素化合價(jià)變化的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)；
（3）以熔融的K₂CO₃與CO₂為反應(yīng)的環(huán)境，負(fù)極是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的電極．

解答 解：已知：①Fe₂O₃（s）+3C（s）═2Fe（s）+3CO（g）△H₁=a kJ•mol^-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₂=b kJ•mol^-1
③4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H₃=c kJ•mol^-1
據(jù)蓋斯定律，（①×2+②×6+③）÷6得：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=$\frac{1}{6}$（2a+6b+c）kJ•mol^-1，則C的燃燒熱為$\frac{2a+6b+c}{6}$kJ•mol^-1，故答案為：$\frac{2a+6b+c}{6}$；
（2）能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)是放熱的氧化還原反應(yīng)．
A．C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H＞0，為氧化還原反應(yīng)，但為吸熱反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)為原電池，故A錯(cuò)誤；
B．NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H₂O（1）△H＜0，不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)為原電池，故B錯(cuò)誤；
C．2C0（g）+0₂ （g）═2C0₂ （g ）反應(yīng)放熱，且為氧化還原反應(yīng)，故可以設(shè)計(jì)成原電池，故C正確；
D.2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H＜0，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，且為放熱反應(yīng)，能設(shè)計(jì)為原電池，故D正確；
故答案為：CD；
（3）若為一氧化碳燃料電池，在熔融的K₂CO₃與CO₂為反應(yīng)的環(huán)境中，傳到離子為碳酸根離子，負(fù)極是一氧化碳失電子生成二氧化碳，電極反應(yīng)為：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂ ；若為氫氧燃料電池，則負(fù)極上放電的為氫氣，電極反應(yīng)為：H₂-2e^-=2H⁺，故答案為：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂或H₂-2e^-=2H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池的設(shè)計(jì)和燃料電池的電極反應(yīng)書(shū)寫(xiě)，題目難度中等，明確原電池與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系及負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的靈活應(yīng)用能力．