题目内容

（16分）请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）我国储氢纳米碳管研究已取得重大进展。用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳
纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
___C + ___K2Cr2O7 + _______=" ___" CO2↑ + ___K2SO4 + ___Cr2(SO4)3 +___H2O
请完成并配平上述化学方程式。
（2）工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO(g)+ 2H2(g)  CH3OH(g) △H1＝－116 kJ·mol-1
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是____________。

A．使用高效催化剂B．降低反应温度
C．增大体系压强D．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
②在恒容容器中合成甲醇，当温度分别为230℃、250℃和270℃时，CO的转化率与n(H2)/n(CO)的起始组成比的关系如右图所示。已知容器体积1L，起始时CO的物质的量均为1mol。据此判断在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是__________；利用图中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K =_______________________。

③已知： △H2＝－283 kJ·mol-1
 △H3＝－242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气的热化学方程式为_________。
（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其溶度积常数Ksp=
c(Ca2+)·c(CO32—)=2.8×10?9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10 -5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为________________________。

（1）3C + 2K2Cr2O7 +8H2SO4 = 3CO2↑ + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 +8H2O（3分，填上H2SO4给1分）
（2）①AC（2分，各1分，多选或错选1个倒扣1分，扣完为止，不出出负分）
②270℃（2分，无单位扣1分）    4L2/mol2（3分，不写单位也给分）
③CH3OH(g)+3/2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) △H＝－651kJ·mol-1（3分）
（3）2×10-4mol/L（3分，不写单位扣1分）

解析

练习册系列答案
相关题目
（2013?淄博一模）请运用化学反应原理的相关知识研究元素及其化合物的性质．
（1）工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116KJ?mol-1
又知：CO（g）+
1
2
O2（g）═CO2（g）△H2=-283KJ?mol-1
      H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（g）△H3=-242KJ?mol-1
      H2（g）+
1
2
 O2（g）═H2O（g）△H4=-286KJ?mol-1
则甲醇的燃烧热为
-739kJ?mol-1
-739kJ?mol-1
．
（2）T℃时，向2L密闭容器中充入4mol CO和6mol H2，5min后达平衡时CH3OH物质的量为2mol．该反应的速率v（H2）为
0.4mol/（L?min）
0.4mol/（L?min）
；下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是
d
d
．
a．随时将CH3OH与反应混合物分离
b．降低反应温度
c．使用高效催化剂
d．增大体系压强
（3）在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，CO的转化率（a）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示．
①A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间，tA
大于
大于
tc（填“大于”、“小于’’或“等于“）．
②若A点时容器的体积为10L，该温度下B点的平衡常数K=
1
1
．
（4）Na2SO3的水溶液呈
碱
碱
（填“酸”、“中”、‘‘碱”）性，原因是（用离子方程式表示）：
SO32-+H2O?HSO3-+OH-
SO32-+H2O?HSO3-+OH-
；把CaCO3浊液滴入l.0mol/L的Na2SO3溶液中，能否产生CaSO3沉淀？若不能，说明原因；若可行，请简述判断依据及转化过程
可行，判断依据是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO32-）＞50c（CO32-）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变；转化过程为：把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2+）与c（SO32-）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2+）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-，向着溶解的方向移动，导致CaCO3溶解．
可行，判断依据是：由Ksp（CaSO3）/Ksp（CaCO3）=50知，当CaSO3与CaCO3的混合液中c（SO32-）＞50c（CO32-）时，即发生由CaCO3向CaSO3的转变；转化过程为：把CaCO3浊液滴入0.1mol/L的Na2SO3溶液中时，溶液中的c（Ca2+）与c（SO32-）之积大于Ksp（CaSO3），生成CaSO3沉淀，导致溶液中c（Ca2+）减小，使CaCO3的沉淀溶解平衡CaCO3?Ca2++CO32-，向着溶解的方向移动，导致CaCO3溶解．

（已知：Ksp（CaSO3）=1.4×10-7，Ksp（CaCO3）=2.8×10-9）．
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一种值得期待的新的生活方式，请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质．
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：
 
C+
 
K2Cr2O7+
 
═
 
CO2↑+
 
K2SO4+
 
Cr2（SO4）3+
 
H2O
请完成并配平上述化学方程式．其中氧化剂是
 
，氧化产物是
 

（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
①已知：CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为
 
；精英家教网
②在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律．如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系．
请回答：
ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
 

ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平衡常数K=
 
．
③在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度（mol?L-1）变化如下表所示：
0min 5min 10min
CO 0.1 0.05
H2 0.2 0.2
CH3OH 0 0.04 0.05
若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是
 
；且该条件所改变的量是
 
．
请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质．
（1）请完成该反应的化学方程式：（系数按顺序填在答题卷上）
 
C+
 
 KMnO4+
 
H2SO4→
 
CO2↑+
 
MnSO4+
 
K2SO4+
 
H2O
（2）焦炭可用于制取水煤气．测得12g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6kJ热量．该反应的热化学方程式：
 

（3）活性炭可处理大气污染物NO．在2L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F，E和F均为空气的组成成分．当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：
物质
温度		 活性炭（mol） NO（mol） E（mol） F（mol）
初始 2.030 0.100 0 0
T1 2.000 0.040 0.030 0.030
T2 2.005 0.050 0.025 0.025
①写出NO与活性炭反应的化学方程式
 
．
②根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）
 
．
a．T1＞T2            b．T1＜T2         c．无法比较
（4）CO2经常用氢氧化钠溶液来吸收，现有0.4molCO2，若用200mL 3mol/L NaOH溶液将其完全吸．回答下列问题：
①所得溶液的溶质是
 
（填化学式）．
②溶液中下列关系正确的是
 
（填字母序号）．
a．c（Na+）＞c（CO
 
2-
3
）＞c（OH-）＞c（HCO
 
-
3
）
b．c（Na+）＞c（HCO
 
-
3
）＞c（CO
 
2-
3
）＞c（OH-）
c．c（Na+）=2c（CO
 
2-
3
）+c（HCO
 
-
3
）+c（H2CO3）
d．c（H+）+c（Na+）=c（OH-）+2c（CO
 
2-
3
）+c（HCO
 
-
3
）
（5）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=3.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的一定浓度的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若混合前Na2CO3溶液的浓度为1.9×10-4mol/L，则混合后若生成沉淀所需原CaCl2溶液的最小浓度为
 
．
欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖，使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫．请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质．
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
 
C+
 
K2Cr2O7+
 
 
→
 
CO2↑+
 
K2SO4+
 
Cr2（SO4）3+
 
H2O
请完成并配平上述化学方程式．
（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是
 
；
A、随时将CH3OH与反应混合物分离
B、降低反应温度
C、增大体系压强
D、使用高效催化剂
②已知：CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283 kJ?mol-1H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242 kJ?mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为
 
；精英家教网
③在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律．如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系．
请回答：
ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
 
；
ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g） 的平衡常数K=
 
．
（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为7×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
 
．

(12分)欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖，使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质

(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：(系数按顺序填在答题卷上)

___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4→____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O 

(2)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

             物质

      n/mol

T/℃

活性炭

NO

E

F

初始

2.030

0.100

0

0

T1

2.000

0.040

0.030

0.030

T2

2.005

0.050

0.025

0.025

①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式                   。

②根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）           。

a．T1＞T2            b．T1＜T2        c．无法比较

(3)CO2经常用氢氧化钠来吸收，现有0.4molCO2，若用200ml  3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为：                           

(4)CO还可以用做燃料电池的燃料，某熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，该电池用 Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融盐混合物作电解质， CO 为阳极燃气，空气与 CO2 的混和气为阴极助燃气，制得在 650 ℃下工作的燃料电池，其阳极反应式:2CO + 2CO32－ =4CO2 +4e－ 则 阴极反应式：               ，电池总反应式：                      。

 

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