Question

歐盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排稅以應(yīng)對冰川融化和全球變曖，研究碳及其化合物的綜合利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。請運用相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)。
（1）近年來，我國儲氫納米碳管研究取得重大進展，用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒（雜質(zhì))，這種碳納米顆粒可用氧化氣化法提純，其反應(yīng)的化學方程式為：
___C+___K₂Cr₂O₇+___—___CO₂↑+ ___K₂SO₄+ ___Cr₂(SO₄)₃+___H₂O
①完成并配平上述化學方程式。
②在上述方程式上標出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目。
（2）高溫時，用CO還原MgSO₄可制備高純MgO。
①750℃時，測得氣體中含等物質(zhì)的量SO₂和SO₃，此時反應(yīng)的化學方程式________
②由MgO可制成“鎂－次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖1，該電池反應(yīng)的離子方程式為_____________________。

（3）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為：
CO₂(g)+3H₂(g)（g）CH₃OH(g)+H₂O(g)  ΔH
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K_______。
②取五份等體積CO₂和H₂的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1：3)，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時間后，測得甲醇的體積分數(shù)(CH₃OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖2所示，則上述CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的 ΔH_____0 (填“>”、“<”或“ =” )。
③在同條件下發(fā)生反應(yīng)，測得CH₃OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖3所示，曲線 I、II對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K_I_______K_II(填“>”、“<”或“ = ”)。

Answer 1

（1）配平：3  2  8  H₂SO₄  3  2  2  8，電子轉(zhuǎn)移略
（2）①2MgSO₄ + CO2MgO + SO₂ + CO₂ + SO₃
②Mg + ClO^- + H₂O = Cl^- + Mg(OH)₂
（3）①    ②＜  ③＞

試題分析：（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，可配平方程式，根據(jù)原子守恒可確定所缺反應(yīng)物為硫酸。
（2）①根據(jù)題意，可知CO還原MgSO₄的產(chǎn)物為CO₂、MgO、SO₂、SO₃，依據(jù)SO₂、SO₃物質(zhì)的量相等和氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，可寫出方程式。
②根據(jù)圖1，可知Mg結(jié)合OH^－生成Mg（OH）₂，ClO^－和水結(jié)合生成Cl^－和OH^－，據(jù)此可寫出電池反應(yīng)。
（3）①依據(jù)化學平衡常數(shù)的概念可直接寫出平衡常數(shù)的表達式。
②反應(yīng)溫度較低時，反應(yīng)速率較慢，溫度升高，反應(yīng)速率加快，甲醇含量增加；但隨溫度升高，甲醇含量逐漸減小，說明升高溫度反應(yīng)逆向移動，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)放熱，△H<0。
③根據(jù)，可知甲醇物質(zhì)的量越高，則CO、H₂的物質(zhì)的量越低，則K越大，因此K_I>K_II。