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)過程中，少量CO的存在會引起催化劑中毒，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的熱化學反應方程式為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負極電極反應式：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；正極電極反應式：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)蓋斯定律計算②×2-①×2-③得到答案；
（2）①負極是一氧化碳發(fā)生氧化反應，生成二氧化碳，電極反應2CO+2CO₃^2--4e^-=4CO₂，而正極反應為：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
②依據(jù)電極反應電子守恒計算．

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)蓋斯定律計算②×2-①×2-③得到SO₂氧化CO的熱化學反應方程式：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負極是一氧化碳發(fā)生氧化反應，生成二氧化碳，電極反應式為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，正極電極反應為：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-，
故答案為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；
②根據(jù)負極2CO+2CO₃^2--4e^-=4CO₂，而正極反應為O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-，所以在轉(zhuǎn)移4mol電子相同的情況下負極產(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%．

點評 本題目綜合考查蓋斯定律的應用、化學反應平衡常數(shù)的計算和應用等方面的知識，側(cè)重于影響平衡移動及平衡常數(shù)的因素的考查，注意知識的歸納和整理是關(guān)鍵，題目難度中等．注意（2）燃料電池反應的特點．