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一氧化碳是一种用途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:Ni(s)+4CO50−80℃.180−200℃Ni(CO)4(g),则该反应的△H.(选填“>”或“
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一氧化碳是一种用途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:
Ni(s)+4CO
Ni(CO)4(g),则该反应的△H______.(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(g)⇌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)如图l是一种新型燃料电池,它以CO为燃料,一定比例的Li2CO3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2.24L CO时,C电极的质量变化为______.
(1)利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍:
Ni(s)+4CO
| ||
180−200℃ |
(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(g)⇌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)如图l是一种新型燃料电池,它以CO为燃料,一定比例的Li2CO3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2.24L CO时,C电极的质量变化为______.
▼优质解答
答案和解析
(1)反应Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g)为化合反应,大多数的化合反应为放热反应,放热反应的△H<0,故答案为:<;
(2)根据盖斯定律,反应2CO+SO2=S+2CO2的焓变=△H1-△H2-△H3=-270 kJ•mol-1,故答案为:2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g);△H3=-270 kJ•mol-1;
(3)设参加反应的CO的浓度为x
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L)0.30 0.30 0 0
转化浓度(mol/L) x x x x
转化浓度(mol/L)0.30-x 0.30-x x x
K=9.0=
=
,x=0.225,所以CO的转化率α(CO)=
×100%=75%,氢气反应速率v(H2)=
=0.045mol/(L•min),
故答案为:75%;0.045mol/(L•min);
(4)①CO具有还原性,在负极上发生氧化反应生成CO2,电极反应式为:CO-2e-+CO32-═2CO2,
故答案为:CO-2e-+CO32-=2CO2;
②因A为负极,B为正极,粗铜精炼时,粗铜作阳极,与电源的正极相连,故选:D
③当消耗标准状况下1.12L CO时,电极反应式:CO-2e-+CO32-=2CO2,失去电子为
×2=0.1mol,精铜电极电极反应式:Cu2++2e-=Cu,由电子得失守恒可知Cu2+的物质的量为
=0.1mol,精铜电极的质量增加的质量为:0.1mol×64g/mol=6.4g,
故答案:增加6.4g.
50−80℃ |
180−200℃ |
(2)根据盖斯定律,反应2CO+SO2=S+2CO2的焓变=△H1-△H2-△H3=-270 kJ•mol-1,故答案为:2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g);△H3=-270 kJ•mol-1;
(3)设参加反应的CO的浓度为x
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L)0.30 0.30 0 0
转化浓度(mol/L) x x x x
转化浓度(mol/L)0.30-x 0.30-x x x
K=9.0=
[CO2]•[H2] |
[CO[•[H2O] |
x2 |
(0.30−x)2 |
0.225 |
0.30 |
0.225mol/L |
5min |
故答案为:75%;0.045mol/(L•min);
(4)①CO具有还原性,在负极上发生氧化反应生成CO2,电极反应式为:CO-2e-+CO32-═2CO2,
故答案为:CO-2e-+CO32-=2CO2;
②因A为负极,B为正极,粗铜精炼时,粗铜作阳极,与电源的正极相连,故选:D
③当消耗标准状况下1.12L CO时,电极反应式:CO-2e-+CO32-=2CO2,失去电子为
2.24L |
22.4L/mol |
0.2mol |
2 |
故答案:增加6.4g.
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