Question

一氧化碳是一種用途相當廣泛的化工基礎原料。
（1）利用下列反應可以將粗鎳轉化為純度達99.9%的高純鎳：
 
則該反應的△H      0（選填“>” 或“<”）。
（2）在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)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
請寫出CO除SO₂的熱化學方程式                                          。
（3）工業(yè)上用一氧化碳制取氫氣的反應為：CO（g）+H₂O     CO₂(g)+H₂（g），已知420℃時，該反應的化學平衡常數(shù)為9.0。如果反應開始時，在2L的密閉容器中充入CO和H₂O的物質(zhì)的量都是0.60mol,5min末達到平衡，則此時CO的轉化率為            ，H₂的平均生成速率為             。
（4）下圖中圖1是一種新型燃料電池，它以CO為燃料，一定比例的Li₂CO_3和Na₂CO₃熔融混合物為電解質(zhì)，圖2是粗銅精煉的裝置圖，現(xiàn)用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗。

回答下列問題：
①寫出A極發(fā)生的電極反應式                               。
②要用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗，則B極應該與       極（填“C”或“D”）相連。
③當消耗標準狀況下2.24LCO時，C電極的質(zhì)量變化為                。

Answer 1

(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    ?增加6.4g(不寫“增加”也給分)

（1）根據(jù)方程式可知，升高溫度平衡向逆反應方向方向移動，所以正反應是放熱反應。
（2）考查蓋斯定律的應用。根據(jù)反應①C（s）+O₂(g)=CO₂(g)、反應②CO₂（g）+C(s)=2CO(g)反應③S（s）+O₂(g)=SO₂(g)可知，①－②－③即得到2CO(g)+SO₂(g)=S(s)+2CO₂(g)，所以反應熱是-393.5kJ.mol^-1－172.5kJ.mol^-1＋296.0kJ.mol^-1＝－270 kJ.mol^-1.
（3）設CO的轉化率是x，則生成CO₂和氫氣是0.60x。所以根據(jù)平衡常數(shù)的表達式可知，解得x＝0.75.
（4）①A電極通入的是CO，所以A是負極。電極反應式為CO－2e^-+CO=2CO₂。
②B是正極，則和粗銅相連，即和D相連。
③標準狀況下2.24LCO是0.1mol，轉移電子是0.2mol，所以析出銅是0.1mol，即質(zhì)量增加6.4g。