问题 填空题

(13分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。

(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:

___ C+ ___ KMnO4+   H2SO4 = ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+      

(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:

实验组温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为         (保留小数点后二位数,下同)。

②实验2条件下平衡常数K=_________,该反应为     (填“吸”或“放”)热反应。

(3)已知在常温常压下:

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

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式:

                                         。   

⑷某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。

①该电池负极的电极反应为:               

②该电池工作时,溶液中的OH向______极移动。

答案

(1)5 C + 4KMnO4 + 6 H2SO= 5CO2↑+ 4MnSO4 + 2K2SO4+ 6H2O (2分)

⑵①0.13mol/(L·min) (2分)  

②0.17(2分)    放(2分)

(3)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)ΔH=-709.6KJ/mol(2分)(答案错误)

(4)①CH3OH+8OH— —6e-=CO32-+6 H2O(2分)

  ②负(1分)

本题为理论考查题,考查到氧化还原理论(配平)、化学平衡理论、热化学以及电化学相关知识和计算。(1)关键搞清楚化合价的变化情况:C从0→+4,升高4价,Mn从+7→+2,降低5价,取最小公倍数20进行配平。(2)v(CO2)= v(CO)==0.13 mol/(L·min),

 第一组第二组
 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
始态mol4.02.0002.01.000
反应mol1.61.61.61.60.40.40.40.4
终态mol2.40.41.61.61.60.60.40.4
浓度

mol/L

1.20.20.80.80.80.30.20.2
K1===2.67;K2===0.17;升高温度,K减小,说明平衡向逆向移动,逆向吸热。(3)运用盖斯定律进行解答,首先写出化学反应方程式④:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g);④=(①-②),ΔH=(-1275.6-(-566.0))=-354.8KJ/mol;(4)为燃料电池,燃料为负极,故甲醇发生反应,CH3OH+8OH--6e-=CO+6 H2O;原电池中阴离子向负极运动。

多选题
多项选择题