Question

“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中的含量及有效地开发利用，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：

              +    + 

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

，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
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3

①实验1中以表示的反应速率为         （保留二位小数，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  kJ／mol

②  kJ／mol

③ kJ／mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式              

（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为              。

②该电池工作时，溶液中的向____________极移动。

Answer

（共15分,除1之外，2，3，4每空2分）

（1）5 C+ 4KMnO4 + 6 H2SO4 ＝5CO2↑+ 4MnSO4 + 2K2SO4+ 6H2O（共3分）

（2）①0.13mol/(L·min) ②0.17，放

（3）CH3OH(l)＋O2(g)＝CO(g)+2H2O(l) ΔH＝-442.8kJ/mol

（4）①O2+H2O+4e-=4OH-② 负

【解析】

试题分析：（1）碳元素化合价升高4价，高锰酸钾中锰元素化合价从+7到+2，降低5价，所以碳与高锰酸钾的比例为5:2，再根据原子守恒配平，方程式为5 C+ 4KMnO4 + 6 H2SO4 ＝5CO2↑+ 4MnSO4 + 2K2SO4+ 6H2O。⑵①实验1中一氧化碳的物质的量改变为4-2.4=1.6摩尔，根据方程式分析二氧化碳的物质的量改变量为1.6摩尔，则用二氧化碳表示反应速率=1.6/2/6=0.13mol/(L·min)。 ②平衡时氢气的浓度为0.4/2=0.2mol/L，一氧化碳的浓度为1.6/2=0.8mol/L，则二氧化碳的浓度为0.4/2=0.2mol/L，水蒸气的浓度为（1-0.4）/2=0.3mol/L，则平衡常数=0.2×0.2/（0.8×0.3）=0.17，从实验数据分析，当一氧化碳合水蒸气的起始物质的量为原来一半，平衡时氢气的物质的量比原来的一半少，则升温，平衡逆向移动，则正反应为放热反应。（3）根据盖斯定律分析，反应（①-②+③×4）/2即可得热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)＝CO(g)+2H2O(l) ΔH＝（-1275.6+566.0-44.0×4）/2=-442.8kJ/mol。（4）①甲醇燃烧时，氧气在正极反应，在碱性条件下氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应为O2+H2O+4e-=4OH-②原电池工作时，氢氧根离子向负极移动。

考点：氧化还原反应，化学平衡的计算，原电池的电极反应书写