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．
Ni（s）+4CO（g） Ni（CO）₄（g） 該反應的△H

＜

0（選填“＞”或“=”或“＜”）．
（2）在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質硫．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

2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₃=-270kJ?mol^-1

．
（3）金屬氧化物被一氧化碳還原生成金屬單質和二氧化碳如圖1是四種金屬氧化物被一氧化碳還原時lg[c（CO）/c（CO₂）]與溫度（t）的關系曲線圖．則一氧化碳還原三氧化鉻反應的化學平衡常數表達式可表示為：K=

cCO23

cCO3

．800℃時，其中最易被還原的金屬氧化物是

Cu₂O

（填化學式），該反應的平衡常數數值（K）等于

10⁶

．
（4）如圖2是一碳酸鹽燃料電池（MCFC），以水煤氣（CO、H₂）為燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物為電解質．寫出B極發生的電極反應式

2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-

．

Answer 1

分析：（1）大多數的化合反應為放熱反應，放熱反應的△H＜0；
（2）利用蓋斯定律可以根據已知的反應的熱化學方程式求反應2CO+SO₂=S+2CO₂的焓變，進而寫熱化學方程式；
（3）一氧化碳還原三氧化鉻反應的化學方程式中，平衡常數只和氣體的濃度有關；800℃時，K越大，說明反應進行的程度大，金屬氧化物越易被還原；
（4）碳酸鹽燃料電池中通氧氣的電極一定為正極，氧氣在該電極上發生還原反應．

解答：解：（1）反應Ni（s）+4CO（g） Ni（CO）₄（g）為化合反應，大多數的化合反應為放熱反應，放熱反應的△H＜0，故答案為：＜；
（2）根據蓋斯定律，反應2CO+SO₂=S+2CO₂的焓變=△H₁-△H₂-△H₃=-270 kJ?mol^-1，故答案為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）；△H₃=-270 kJ?mol^-1；
（3）一氧化碳還原三氧化鉻反應的化學方程式為：3CO+Cr₂O₃

高溫  .

2Cr+3CO₂，則K=

cCO23

cCO3

，800℃時，K越大，金屬氧化物越易被還原，故Cu₂O越易被還原，lg

1

K

=-6，則K=10⁶，故答案為：

cCO23

cCO3

；Cu₂O；10⁶；
（4）碳酸鹽燃料電池中通氧氣的電極一定為正極，氧氣在該電極上發生還原反應，故答案為：2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-．

點評：本題是一道熱化學知識的題目，考查了學生熱化學方程式的書寫以及化學平衡常數的有關知識，綜合性強，難度大．