Question

（15分）“低碳循環(huán)”已引起各國(guó)家的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量和有效地開(kāi)發(fā)利用CO2正成為化學(xué)家研究的主要課題。

(l)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�法提純，請(qǐng)完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

（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)，得到如下兩組數(shù)據(jù)：

①實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K= __________。

②實(shí)驗(yàn)3，若900℃時(shí)，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol，則此時(shí)

____________（填“<”，“>”，“=”）。

③由兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可判斷該反應(yīng)的正反應(yīng)△H_____________0（填“<”，‘‘>”，“=”）。

（3）己知在常溫常壓下：

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：________________________

①已知該反應(yīng)的△H>0，簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：________。

②目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，其化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_________。

（5）CO2在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO3反應(yīng)，CaCO3是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=2.8× 10。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1×10mol/L，則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為_(kāi)_________mol/L。

 

Answer 1

（1）5、4、6、5、4、2、6；（2）①0.17；②<；③<；

（3）CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ?H= -442.8KJ/mol；

（4）①該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行；②2CO+2NO2CO2+N2；

（5）1.12×10-4

【解析】

試題分析：(l)該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目與化合價(jià)升降總數(shù)相等可得該反應(yīng)的方程式，配平為5C+4KMnO4+6H2SO4=5CO2↑+4MnSO4+2K2SO4+6H2O；（2） ①實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)=0.17。②實(shí)驗(yàn)3，若900℃時(shí)，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol，由于生成物的濃度增大的多于反應(yīng)物增大的濃度，因此在此時(shí)<。③在實(shí)驗(yàn)1條件下平衡常數(shù)可見(jiàn)升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)減小。說(shuō)明升高溫度，平衡逆向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理。升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，實(shí)驗(yàn)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。因此該反應(yīng)的正反應(yīng)△H<0。（3） （①－②）÷2+③×2，整理可得CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ?H= -442.8KJ/mol；①由已知條件可知：該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，所以在任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行；②目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的大氣的成分。該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2CO+2NO2CO2+N2；（5） Ksp=c(Ca2+)·c(CO32-)=2.8×10.由于溶液等體積混合后離子的濃度都減小一半，混合后c(CO32-)=5×10-5mol/L，所以Ca2+離子濃度的最小值是1/2c(Ca2+)×1/2×1×10≥2.8×10.解得c(Ca2+)≥1.12×10-4mol/L。

考點(diǎn)：考查氧化還原反應(yīng)方程式的配平、化學(xué)方程式和熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算及反應(yīng)自發(fā)性的判斷、沉淀溶解平衡的應(yīng)用的知識(shí)。