“低碳循環(huán)”引起各國(guó)的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視.所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題.
(1)用電弧法合成的儲(chǔ)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(qǐng)完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式,并在方框內(nèi)填上系數(shù).
 
C+
 
KMnO4+
 
H2SO4=
 
CO2↑+
 
MnSO4+
 
K2SO4+
 
 

(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(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下二組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組 溫度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
①實(shí)驗(yàn)1條件下,反應(yīng)從開(kāi)始至達(dá)到平衡,以v (CO2) 表示的反應(yīng)速率為
 
(保留小數(shù)點(diǎn)后二位數(shù),下同).
②實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K=
 
,該反應(yīng)為
 
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
(3)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1275.6kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H3=-44.0kJ/mol
寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:
 

(4)某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計(jì)如右圖所示  的電池裝置. 
①該電池正極的電極反應(yīng)式為:
 
;
②該電池工作時(shí),溶液中的OH-
 
(填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng).
考點(diǎn):化學(xué)平衡的計(jì)算,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池
專題:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題
分析:(1)依據(jù)氧化還原電子守恒和原子守恒配平書(shū)寫(xiě);
(2)①依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算;
②計(jì)算實(shí)驗(yàn)1、2達(dá)到平衡的平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向;
(3)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式;
(4)①甲醇燃料電池,甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)堿溶液中生成碳酸鹽,正極氧氣得到電子生成氫氧根離子;
②原電池原理可知溶液中陰離子移向負(fù)極;
解答: 解:(1)碳元素化合價(jià)從0價(jià)變化為+4價(jià),錳元素化合價(jià)從+7價(jià)變化為+2價(jià),依據(jù)電子守恒,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為20,所以碳和二氧化碳前系數(shù)為5,高錳酸鉀和硫酸錳化學(xué)式前為4,結(jié)合原子守恒配平離子方程式為:5 C+4KMnO4+6 H2SO4=5CO2↑+4MnSO4+2K2SO4+6H2O;
故答案為:5、4、6、5、4、2、6;
(2)①依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算,
                CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol)    4       2         0       0
變化量(mol)   1.6     1.6        1.6     1.6
平衡量(mol)   2.4     0.4        1.6     1.6
所以以v (CO2) 表示的反應(yīng)速率=
1.6mol
2L
6min
=0.13mol/(L?min);
故答案為:0.13mol/(L?min);
 ②實(shí)驗(yàn)1         CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol/L) 2       1        0         0
變化量(mol/L) 0.8    0.8     0.8       0.8
平衡量(mol/L) 1.2    0.2     0.8       0.8
K1=
0.8×0.8
1.2×0.2
=2.7
實(shí)驗(yàn)2           CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol/L) 1       0.5        0       0
變化量(mol/L) 0.2     0.2       0.2     0.2
平衡量(mol/L) 0.8     0.3      0.2    0.2
K2=
0.2×0.2
0.8×0.3
=0.17
溫度升高,平衡常數(shù)減小,說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行,逆向是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng);
故答案為:0.17; 放熱;
(3)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1275.6kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H3=-44.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①-②得到2CH3OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+4H2O(g)△H=-709.6KJ/mol;
化簡(jiǎn)得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H=-354.8KJ/mol;
故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H=-354.8KJ/mol;
(4)①甲醇燃料電池,甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)堿溶液中生成碳酸鹽,正極氧氣得到電子生成氫氧根離子,正極電極反應(yīng)為:O2+4e-+2 H2O=4OH-; 
故答案為:O2+4e-+2 H2O=4OH-;   
②該電池工作時(shí),依據(jù)原電池原理可知溶液中的OH-向負(fù)極移動(dòng);
故答案為:負(fù);
點(diǎn)評(píng):本題考查了氧化還原反應(yīng)配平,原電池原理的分析判斷,化學(xué)平衡影響因素和平衡常數(shù)的計(jì)算方法,熱化學(xué)方程式計(jì)算應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列測(cè)定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案中,不合理的是(  )
A、取a克混合物充分加熱,得b克固體
B、取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng),加熱、蒸干、灼燒,得b克固體
C、取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng),過(guò)濾、洗滌、烘干,得b克固體
D、取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng),逸出氣體用堿石灰吸收,增重b克

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義.
(1)用CO可以合成甲醇.已知:
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.5kJ?mol-1
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ?mol-1;
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ?mol-1;
則CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=
 
kJ?mol-1
(2)下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是
 
(填寫(xiě)序號(hào)).
a.使用高效催化劑;b.降低反應(yīng)溫度;c.增大體系壓強(qiáng);d.不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來(lái)
(3)在一定壓強(qiáng)下,容積為VL的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醛,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示.

①P1
 
P2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
 
(mol?L-1-2;
③在其它條件不變的情況下,再增加a mol CO和2a mol H2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率
 
(填“增大”、“減小”、或“不變”)
(4)某科研小組用SO2為原料制取硫酸.
①利用原電池原理,用SO2、O2和H2O來(lái)制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸.請(qǐng)寫(xiě)出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式
 

②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后電解該溶液可制得硫酸.電解原理示意圖如圖2所示.請(qǐng)寫(xiě)出開(kāi)始時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

現(xiàn)有稀鹽酸和CuSO4的混合溶液,向其中加入一定量的Ba(NO32溶液后,得到4.66g白色沉淀,過(guò)濾后的濾液經(jīng)檢驗(yàn)有Ba2+,向?yàn)V液中加入1mol/L的AgNO3溶液150mL,剛好把Cl-全部沉淀完全.將沉淀過(guò)濾后繼續(xù)向?yàn)V液中加入1mol/L的NaOH溶液X mL,恰好得到最大數(shù)量的藍(lán)色沉淀.試計(jì)算:
(1)混合溶液中HCl的物質(zhì)的量;
(2)混合溶液中CuSO4的物質(zhì)的量;
(3)X的值.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

X、Y、Z、W四種主族元素在元素周期表中的位置關(guān)系如下:
W X Y
Z
已知:短周期元素X的最高正價(jià)為+5價(jià),Y的一種單質(zhì)是黃色固體.回答下列問(wèn)題:
(1)X和Z的元素符號(hào)分別是
 
、
 

(2)W的最高價(jià)氧化物不溶于水,但能溶于燒堿溶液,該反應(yīng)的離子方程式為
 

(3)探尋同一主族元素性質(zhì)的一些共同規(guī)律是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法之一.在下表中列出對(duì)H2ZO3的各種不同化學(xué)性質(zhì)的推測(cè),并寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式.
編號(hào) 推測(cè)性質(zhì) 化學(xué)方程式
示例 氧化性 H2ZO3+4HI=Z↓+2I2+3H2O
 
 
 
H2ZO3+Br2+H2O=H2ZO4+2HBr

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素A、B、C、D,四種元素的原子序數(shù)之和為32,在周期表中A是原子半徑最小的元素,B、C左右相鄰,C、D位于同主族.E元素是地殼中含量最多的金屬元素;F元素的原子失去1個(gè)電子所得到的微粒具有與氖原子相同的電子層結(jié)構(gòu).請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)甲為A的某種核素,其核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多1個(gè),則甲的符號(hào)為
 
,D在周期表中的位置
 

(2)A、B、C、F中的某些元素可形成既含離子鍵又含共價(jià)鍵的化合物,寫(xiě)出其中一種化合物的電子書(shū):
 

(3)由A~F中的兩種元素的原子按1:1組成常見(jiàn)液態(tài)化合物乙,其水溶液易被催化分解,可使用的催
化劑為
 
(填字母)     a.MnO2    b.FeCl3    c.Na2SO3
(4)由A~F中的元素形成的常見(jiàn)物質(zhì)X、Y、Z、M、N可發(fā)生如下反應(yīng)(部分反應(yīng)條件省略):
反應(yīng)①的離子方程式為
 
;反應(yīng)③的化學(xué)方程式為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列實(shí)驗(yàn)方法合理的是
 
.(多選不給分)
A、可用鹽酸與BaCl2溶液來(lái)鑒定某未知試液中是否含有SO42-
B、用加熱法除去食鹽固體中的氯化銨.
C、將碘的飽和水溶液中的碘提取出來(lái),可用四氯化碳進(jìn)行萃取
D、實(shí)驗(yàn)室制取Al(OH)3:往AlCl3溶液中加入NaOH溶液至過(guò)量.
E、用澄清石灰水鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液.
F、往FeCl2溶液中滴入KSCN溶液,檢驗(yàn)FeCl2是否已氧化變質(zhì).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

在下列用途或反應(yīng)中,硫酸表現(xiàn)出的性質(zhì)為:A.高沸點(diǎn);B.強(qiáng)酸;C.吸水性;D.脫水性;E.強(qiáng)氧化性.試用字母填空:
(1)實(shí)驗(yàn)室制取氫氣
 
; 
(2)實(shí)驗(yàn)室制取氯化氫氣體
 
;
(3)干燥氫氣
 
;    
(4)濃硫酸溶解金屬銅
 
;
(5)濃硫酸可用鋼瓶貯運(yùn)
 
;   
(6)生產(chǎn)過(guò)磷酸鈣化肥
 
;
(7)濃硫酸使蔗糖變黑
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

將BaCO3形成的懸濁液均分成四份,若分別加入
①50mL0.2mol?L-1Na2CO3溶液
②100mL 水   
③50mL 0.01mol?L-1 氯化鋇溶液  
④100mL 0.001mol?L-1鹽酸后,BaCO3仍有剩余,
則各分散系中BaCO3固體的質(zhì)量由大到小的順序?yàn)椋ā 。?/div>
A、①③②④B、③④①②
C、④③①②D、②①④③

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