Question

17．將不可再生的天然氣、石油、煤等化石燃料轉(zhuǎn)化利用、變廢為寶已成為當(dāng)務(wù)之急．
（1）根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算CH₄+4F₂=CF₄+4HF的反應(yīng)熱△H=-1940kJ•mol^-1．

化學(xué)鍵	C-H	C-F	H-F	F-F
鍵能/（kJ•mol-1）	414	489	565	155

（2）甲醇、二甲醚（CH₃OCH₃）被稱為21世紀(jì)的新型燃料，均可利用CO和H₂反應(yīng)合成．
①某燃料電池以二甲醚為原料，熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，其負(fù)極反應(yīng)如下：CH₃OCH₃+6CO${\;}_{3}^{2-}$-12e^-=8CO₂+3H₂O．寫出該燃料電池的正極反應(yīng)式：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-．
②廢水中含甲醇對水質(zhì)會造成污染，Co³⁺可將甲醇氧化為CO₂．某同學(xué)以Pt作電極電解酸性含甲醇廢水與CoSO₄混合液模擬工業(yè)除污原理，其陽極反應(yīng)式為Co²⁺-e^-=Co³⁺．
（3）某企業(yè)采用如圖所示原理處理化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H₂S廢氣．
①電解池中電極A、B均為惰性電極，其中A為電解池的B極；電極B所得到的物質(zhì)X的分子式為H₂．
②反應(yīng)池中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)熱能與反應(yīng)物的總鍵能減生成物的總鍵能計算；
（2）①燃料電池中，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
②電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）①A極生成鐵離子，B極生成氣體，可知A為陽極，B為陰極；
②反應(yīng)池中鐵離子和硫化氫反應(yīng)生成硫，則鐵離子被還原．

解答 解：（1）在反應(yīng)CH₄（g）+4F₂（g）=CF₄（g）+4HF（g）中，△H=（4×414+4×155）kJ•mol^-1-（4×489+4×565）kJ•mol^-1=-1940 kJ•mol^-1，
故答案為：-1940 kJ•mol^-1；
（2）①燃料電池中，正極上氧化劑氧氣得電子和二氧化碳發(fā)生還原反應(yīng)生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，
故答案為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-； 
②通電后，將Co²⁺氧化成Co³⁺，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Co²⁺-e^-=Co³⁺，故答案為：Co²⁺-e^-=Co³⁺；
（3）①A極生成鐵離子，B極生成氣體，可知A為陽極，B為陰極，B極生成氣體為氫氣，故答案為：陽； H₂；
②反應(yīng)池中鐵離子和硫化氫反應(yīng)生成硫，則鐵離子被還原，離子方程式為H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，故答案為：H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

點評 本題考查較為綜合，涉及反應(yīng)熱、原電池、電解池等知識，為高考常見題型和高頻考點，題目綜合性強，難度較大，注重了高考常考考點的考查，注意知識的遷移應(yīng)用和信息的處理．