Question

（2013?瀘州一模）“低碳循環(huán)”引起世界各國的高度關注，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，請配平該反應的化學方程式：（將化學計量數(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，進行如下反應：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
得到表中三組數(shù)據(jù)

實驗	溫度°C	起始量/mol		平均量/mol		達到平衡所需時間/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實驗1中以v （CO₂）表示的反應速率為

0.13mol/（L?min）

（取二位小數(shù)，下同）．
②實驗3條件下，反應物和生成物的起始量、平衡量都不知道，欲計算該條件下的化學平衡常數(shù)可
以利用實驗

2

的數(shù)據(jù)進行，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)水的熱化學方程式

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

．

Answer 1

分析：（1）反應中C→CO₂，碳元素化合價由0價升高為+4價，共升高4價，KMnO₄→MnSO₄，Mn元素化合價由+7價降低為+2價，共降低5價，化合價升降最小公倍數(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

計算v（H₂），再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（CO₂）；
②平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度相同，同一反應平衡常數(shù)相同，可以利用實驗2計算900℃平衡常數(shù)；
根據(jù)三段式計算平衡時各組分的物質(zhì)的量，反應前后氣體的化學計量數(shù)不變，利用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達式計算；
（3）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構(gòu)造目標方程式，反應熱也乘以相應的系數(shù)并進行相應的計算，據(jù)此書寫．

解答：解：（1）反應中C→CO₂，碳元素化合價由0價升高為+4價，共升高4價，KMnO₄→MnSO₄，Mn元素化合價由+7價降低為+2價，共降低5價，化合價升降最小公倍數(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），速率之比等于化學計量數(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
該反應前后氣體體積不變，故利用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，故900℃時該反應平衡常數(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．

點評：本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應配平、反應速率計算、化學平衡常數(shù)、熱化學方程式書寫等，難度中等，是對學生能力的考查，注意掌握氧化還原反應配平方法、蓋斯定律的運用等，學習中注意相關解答方法的積累．