“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視.所以“低碳經(jīng)濟”正成為科學(xué)家研究的主要課題
(1)用電弧法合成的儲氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒(雜質(zhì)),這種顆?捎萌缦卵趸ㄌ峒儯埻瓿稍摲磻(yīng)的化學(xué)方程式:
5
5
 C+
4
4
 KMnO4+
6
6
 H2SO4
5
5
CO2↑+
4
4
MnSO4+
2
2
K2SO4+
6
6
H2O
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應(yīng)
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實驗組 溫度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達到平衡所需時間/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①實驗1條件下平衡常數(shù)K=
2.67
2.67
(取小數(shù)二位,下同).
②實驗3中,若平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則a/b 的值
小于1
小于1
(填具體值或取值范圍).
③實驗4,若900℃時,在此容器中加入10molCO,5molH2O,2molCO2,5molH2,則此時V
V(填“<”,“>”,“=”).
(3)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:
CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=-442.8KJ/mol
CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=-442.8KJ/mol

(4)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10-9.CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為
5.6×10-5mol/L
5.6×10-5mol/L

(5)甲醇可制作燃料電池.寫出以稀硫酸為電解質(zhì)溶液的甲醇燃料電池負極反應(yīng)式
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
分析:(1)反應(yīng)中C→CO2,碳元素化合價由0價升高為+4價,共升高4價,KMnO4→MnSO4,Mn元素化合價由+7價降低為+2價,共降低5價,化合價升降最小公倍數(shù)為20,故C的系數(shù)為5,故KMnO4系數(shù)為4,據(jù)此結(jié)合原子守恒配平其它物質(zhì)的系數(shù);
(2)①化學(xué)平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應(yīng)達到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫;
②由于CO與H2O的化學(xué)計量數(shù)相等都為1,所以當(dāng)兩者物質(zhì)的量相等時二者轉(zhuǎn)化率相等.要使CO轉(zhuǎn)化率大于H2O的轉(zhuǎn)化率,則增大H2O的物質(zhì)的量;
③對同一反應(yīng)溫度相同,平衡常數(shù)相同,根據(jù)表中實驗2計算900℃時平衡常數(shù),再計算實驗3濃度商,與平衡常數(shù)相比判斷平衡移動,據(jù)此解答;
(3)根據(jù)蓋斯定律,由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進行加減構(gòu)造目標(biāo)方程式,反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)并進行相應(yīng)的計算,據(jù)此書寫;
(4)Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,等體積混合后溶液中c(CO32-)=1×10-4mol/L,根據(jù)Ksp=c(CO32-)?c(Ca2+)計算沉淀時混合溶液中c(Ca2+),原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍;
(5)甲醇燃料電池中,負極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng).
解答:解:(1)反應(yīng)中C→CO2,碳元素化合價由0價升高為+4價,共升高4價,KMnO4→MnSO4,Mn元素化合價由+7價降低為+2價,共降低5價,化合價升降最小公倍數(shù)為20,故C的系數(shù)為5,故KMnO4系數(shù)為4,結(jié)合原子守恒配平后方程式為:5C+4KMnO4+6H2SO4=5CO2↑+4MnSO4+2K2SO4+6H2O,
故答案為:5;4;6;5;4;2;6;
(2)①可逆反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2 (g)的化學(xué)平衡常數(shù)k=
c(CO2)?c(H2)
c(CO)?c(H2O)
,平衡時CO的物質(zhì)的量為2.4mol,則:
             CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),
開始(mol):4       2         0        0
變化(mol):1.6    1.6       1.6      1.6
平衡(mol):2.4     0.4       1.6      1.6
該反應(yīng)前后氣體體積不變,故利用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù),故650℃時該反應(yīng)平衡常數(shù)k=
1.6×1.6
2.4×0.4
=2.67,
故答案為:2.67;
②由于CO與H2O的化學(xué)計量數(shù)相等都為1,所以當(dāng)兩者物質(zhì)的量相等時二者轉(zhuǎn)化率相等.要使CO轉(zhuǎn)化率大于H2O(g)的轉(zhuǎn)化率,則增大H2O(g)的物質(zhì)的量,即a/b 的值小于1,
故答案為:小于1;
③對同一反應(yīng)溫度相同,平衡常數(shù)相同.根據(jù)表中實驗2計算900℃時平衡常數(shù),
   對于反應(yīng) CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),
開始(mol):2           1                0        0
變化(mol):2-1.6=0.4   0.4              0.4      0.4
平衡(mol):1.6    1-0.4=0.6             0.4      0.4
900℃時平衡常數(shù)k=
c(H2)?c(CO2)
c(CO)?c(H2O)
=
0.4×0.4
1.6×0.6
=
1
6
,
實驗3的濃度商為Qc=
5×2
10×5
=
1
5
,大于平衡常數(shù),反應(yīng)向逆反應(yīng)進行,所以V<V,
故答案為:<;
(3)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①-②+③×4得:2CH3OH(l)+2O2(g)=2CO (g)+4H2O(l)△H=-885.6KJ/mol,
即CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=-442.8KJ/mol,
故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=-442.8KJ/mol;
(4)Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,等體積混合后溶液中c(CO32-)=
1
2
×2×10-4mol/L=1×10-4mol/L,根據(jù)Ksp=c(CO32-)?c(Ca2+)=2.8×10-9可知,c(Ca2+)=
2.8×10-9
1×10-4
mol/L=2.8×10-5mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小濃度為2×2.8×10-5mol/L=5.6×10-5mol/L,
故答案為:5.6×10-5mol/L;
(5)甲醇燃料堿性電池中,甲醇在負極上發(fā)生氧化反應(yīng),甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,
故答案為:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O.
點評:本題考查較為綜合,涉及氧化還原反應(yīng)配平、反應(yīng)速率計算、化學(xué)平衡常數(shù)等,注意掌握氧化還原反應(yīng)配平方法、蓋斯定律的運用等,題目難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2013?上饒一模)“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視.所以“低碳經(jīng)濟”正成為科學(xué)家研究的主要課題
(1)用電弧法合成的儲氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒(雜質(zhì)),這種顆?捎萌缦卵趸ㄌ峒,請完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式:(系數(shù)按順序填在答題卷上)
5
5
 C+
4
4
 KMnO4+
6
6
 H2SO4
5
5
CO2↑+
4
4
MnSO4+
2
2
K2SO4+
6
6
H2O
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應(yīng)
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實驗組 溫度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達到平衡所需時間/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①實驗1中以v (CO2) 表示的反應(yīng)速率為
0.13moL/(L?min)
0.13moL/(L?min)
 (取小數(shù)二位,下同).
②該反應(yīng)為
(填“吸”或“放”)熱反應(yīng),實驗2條件下平衡常數(shù)K=
0.17
0.17

(3)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol

(4)某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計如圖所示的電池裝置.
①該電池正極的電極反應(yīng)為
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

②工作一段時間后,測得溶液的pH減小,該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O

(5)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10-9.CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為
5.6×10-5mol/L
5.6×10-5mol/L

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,已知煤、甲烷等可以與水蒸氣反應(yīng)生成以CO和H2為主的合成氣,合成氣有廣泛應(yīng)用.試回答下列問題:
(1)高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一,其基本反應(yīng)為:FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)△H>0.已知在1 100℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.263.
①溫度升高,化學(xué)平衡移動后達到新的平衡,此時平衡常數(shù)K值
增大
增大
(填“增大”、“減小”或“不變”);
②1 100℃時測得高爐中,c(CO2)=0.025mol?L-1,c(CO)=0.1mol?L-1,則在這種情況下,該反應(yīng)向
進行(填“左”或“右”),判斷依據(jù)是
濃度商Qc=
c(CO2)
c(CO)
=
0.025mol/L
0.1mol/L
=0.25<0.263
濃度商Qc=
c(CO2)
c(CO)
=
0.025mol/L
0.1mol/L
=0.25<0.263

(2)目前工業(yè)上也可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,有關(guān)反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
△H=-49.0kJ?mol-1,現(xiàn)向體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,反應(yīng)過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示.
①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.225mol/(L?min)
0.225mol/(L?min)

②反應(yīng)達到平衡后,下列措施能使
c(CH3OH)
c(CO2)
增大的是
BD
BD
(填符號).
A.升高溫度    B.再充入H2    C.再充入CO2D.將H2O(g)從體系中分離     E.充入He(g)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年度陜西省禮泉一中高三第一學(xué)期期末考試化學(xué)試卷 題型:填空題

(16分)“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟”正成為科學(xué)家研究的主要課題
(1)用電弧法合成的儲氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒(雜質(zhì)),這種顆粒可用如下氧化法提純,請完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式:(系數(shù)按順序填在答題卷上)
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4→____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應(yīng)
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):

實驗組
溫度℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
①實驗1中以v (CO2)表示的反應(yīng)速率為                (取小數(shù)二位,下同)。
②該反應(yīng)為     (填“吸”或“放”)熱反應(yīng),實驗2條件下平衡常數(shù)K=       
(3)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)  ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)  ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l)  ΔH =-44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:                         
⑷某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計如圖所示的電池裝置。

①該電池正極的電極反應(yīng)為                          
②工作一段時間后,測得溶液的pH減小,該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               。
(5)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10—4mo1/L ,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為                   。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:2011屆吉林省普通中學(xué)高三下學(xué)期期中教學(xué)質(zhì)量檢測理綜化學(xué)部分 題型:填空題

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,已知煤、甲烷等可以與水蒸氣反應(yīng)生成以CO和H2為主的合成氣,合成氣有廣泛應(yīng)用。試回答下列問題:
(1)高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一,其基本反應(yīng)為:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH >0
已知在1100℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.263。
①溫度升高,化學(xué)平衡移動后達到新的平衡,此時平衡常數(shù)K值__________(填“增大”、“減小”或“不變”);
②1100℃時測得高爐中,c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)="0.1" mol·L-1,則在這種情況下,該反應(yīng)向_______進行(填“左”或“右”),判斷依據(jù)是     
                                                           。
(2)一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)。
已知:2CO(g) + O2(g)=2CO2(g)  ΔH =–566 kJ·mol―1
2H2O(g) =2H2(g) + O2(g)  ΔH =+484 kJ·mol―1
CH3OH(g) + 1/2O2(g)=CO2(g) + 2H2(g)  ΔH =–192.9 kJ·mol―1
請寫出CO與H2在一定條件下反應(yīng)生成CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式
                                                               。
(3)目前工業(yè)上也可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,有關(guān)反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49.0 kJ·mol-1,現(xiàn)向體積為1 L的密閉 容器中,充入1mol CO2和3mol H2,反應(yīng)過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示。

①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_______        _;
②反應(yīng)達到平衡后,下列措施能使增大的是______(填符號)。

A.升高溫度B.再充入H2C.再充入CO2
D.將H2O(g)從體系中分離 E.充入He(g)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案