Question

一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。

（1）利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍：

 

 则该反应的△H       0（选填“>” 或“<”）。

（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：

C（s）+O₂(g)=CO₂(g)           △H₁=-393.5kJ.mol^-1

CO₂（g）+C(s)=2CO(g)         △H₂=+172.5kJ.mol^-1

S（s）+O₂(g)=SO₂(g)          △H₃=-296.0kJ.mol^-1

请写出CO除SO₂的热化学方程式                                           。

（3）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）+H₂O     CO₂(g)+H₂（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数为9.0。如果反应开始时，在2L的密闭容器中充入CO和H₂O的物质的量都是0.60mol,5min末达到平衡，则此时CO的转化率为             ，H₂的平均生成速率为              。

（4）下图中图1是一种新型燃料电池，它以CO为燃料，一定比例的Li₂CO_3和Na₂CO₃熔融混合物为电解质，图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。

回答下列问题：

①写出A极发生的电极反应式                                。

②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与        极（填“C”或“D”）相连。

③当消耗标准状况下2.24LCO时，C电极的质量变化为                 。

Answer

(1)<   (2) 2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)   （3分）

（3） 75%      0.045molL-1min-1

 (4)CO－2e-+CO=2CO2 （3分）  ‚D     ƒ增加6.4g(不写“增加”也给分)

【解析】（1）根据方程式可知，升高温度平衡向逆反应方向方向移动，所以正反应是放热反应。

（2）考查盖斯定律的应用。根据反应①C（s）+O2(g)=CO2(g)、反应②CO2（g）+C(s)=2CO(g)反应③S（s）+O2(g)=SO2(g)可知，①－②－③即得到2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)，所以反应热是-393.5kJ.mol-1－172.5kJ.mol-1＋296.0kJ.mol-1＝－270 kJ.mol-1.

（3）设CO的转化率是x，则生成CO2和氢气是0.60x。所以根据平衡常数的表达式可知，解得x＝0.75.

（4）①A电极通入的是CO，所以A是负极。电极反应式为CO－2e-+CO=2CO2。

②B是正极，则和粗铜相连，即和D相连。

③标准状况下2.24LCO是0.1mol，转移电子是0.2mol，所以析出铜是0.1mol，即质量增加6.4g。