Question

17．将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、变废为宝已成为当务之急．
（1）根据键能数据估算CH₄+4F₂=CF₄+4HF的反应热△H=-1940kJ•mol^-1．

化学键	C-H	C-F	H-F	F-F
键能/（kJ•mol-1）	414	489	565	155

（2）甲醇、二甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型燃料，均可利用CO和H₂反应合成．
①某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应如下：CH₃OCH₃+6CO${\;}_{3}^{2-}$-12e^-=8CO₂+3H₂O．写出该燃料电池的正极反应式：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-．
②废水中含甲醇对水质会造成污染，Co³⁺可将甲醇氧化为CO₂．某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO₄混合液模拟工业除污原理，其阳极反应式为Co²⁺-e^-=Co³⁺．
（3）某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采、加工过程产生的H₂S废气．
①电解池中电极A、B均为惰性电极，其中A为电解池的B极；电极B所得到的物质X的分子式为H₂．
②反应池中发生的离子反应方程式为H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）根据反应热能与反应物的总键能减生成物的总键能计算；
（2）①燃料电池中，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
②电解池中阳极失电子发生氧化反应；
（3）①A极生成铁离子，B极生成气体，可知A为阳极，B为阴极；
②反应池中铁离子和硫化氢反应生成硫，则铁离子被还原．

解答 解：（1）在反应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，
故答案为：-1940 kJ•mol^-1；
（2）①燃料电池中，正极上氧化剂氧气得电子和二氧化碳发生还原反应生成碳酸根离子，电极反应式为O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，
故答案为：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-； 
②通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co²⁺-e^-=Co³⁺，故答案为：Co²⁺-e^-=Co³⁺；
（3）①A极生成铁离子，B极生成气体，可知A为阳极，B为阴极，B极生成气体为氢气，故答案为：阳； H₂；
②反应池中铁离子和硫化氢反应生成硫，则铁离子被还原，离子方程式为H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，故答案为：H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

点评 本题考查较为综合，涉及反应热、原电池、电解池等知识，为高考常见题型和高频考点，题目综合性强，难度较大，注重了高考常考考点的考查，注意知识的迁移应用和信息的处理．