Question

（2013?瀘州一模）“低碳循環(huán)”引起世界各國的高度關(guān)注，而如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(fā)利用CO₂，更是引起了全世界的普遍重視．
（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，請配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式：（將化學(xué)計(jì)量數(shù)按順序填在答題卷上）

5

C+

4

KMnO₄+

6

H₂SO₄→

5

CO₂↑+

4

MnSO₄+

2

K₂SO₄

6

H₂O
（2）將不同最的CO（g）和H₂O（g）分別通入到容積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行如下反應(yīng)：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
得到表中三組數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)	溫度°C	起始量/mol		平均量/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
3	900	a	b	c	d	t

①實(shí)驗(yàn)1中以v （CO₂）表示的反應(yīng)速率為

0.13mol/（L?min）

（取二位小數(shù)，下同）．
②實(shí)驗(yàn)3條件下，反應(yīng)物和生成物的起始量、平衡量都不知道，欲計(jì)算該條件下的化學(xué)平衡常數(shù)可
以利用實(shí)驗(yàn)

2

的數(shù)據(jù)進(jìn)行，其K=

0.17

．
（3）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（I）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（I）△H═44.0kJ/mol
寫出甲醇（CH₂OH）不憲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

．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)中C→CO₂，碳元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+4價(jià)，共升高4價(jià)，KMnO₄→MnSO₄，Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+2價(jià)，共降低5價(jià)，化合價(jià)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根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算v（H₂），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（CO₂）；
②平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度相同，同一反應(yīng)平衡常數(shù)相同，可以利用實(shí)驗(yàn)2計(jì)算900℃平衡常數(shù)；
根據(jù)三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)不變，利用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（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(jìn)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(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，據(jù)此書寫．

解答：解：（1）反應(yīng)中C→CO₂，碳元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+4價(jià)，共升高4價(jià)，KMnO₄→MnSO₄，Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+2價(jià)，共降低5價(jià)，化合價(jià)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由表中數(shù)據(jù)可知，6min平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量為1.6mol，故v（H₂）=

1.6mol 2L

6min

=0.13mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（CO₂）=v（H₂）=0.13mol/（L?min），故答案為：0.13mol/（L?min）；
②平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為1.6mol，則：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
開始（mol）：2      1        0        0
變化（mol）：0.4    0.4      0.4      0.4
平衡（mol）：1.6    0.6      0.4      0.4
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(jì)算平衡常數(shù)，故900℃時(shí)該反應(yīng)平衡常數(shù)k=

0.4×0.4

1.6×0.6

=0.17，
故答案為：0.17；
（3）已知：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
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．

點(diǎn)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(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)、熱化學(xué)方程式書寫等，難度中等，是對學(xué)生能力的考查，注意掌握氧化還原反應(yīng)配平方法、蓋斯定律的運(yùn)用等，學(xué)習(xí)中注意相關(guān)解答方法的積累．