题目内容

研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．
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（1）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO．
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是
 
；
②由MgO可制成“镁--次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池正极的电极反应式为
 
；
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH+H2O （g）△H=QkJ?mol-1
①该反应的平衡常数表达式为K=
 
．
②取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中发生上述反应，反应相同时间后测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述反应的Q
 
0（填“＞”“＜”或“=”）；
③在其中两个容器中，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、II对应的平衡常数大小关系为KⅠ
 
KⅡ（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）用H2或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的．
已知：2NO（g）═N2（g）+O2（g）△H=-180.5kJ?mol-1
2H2O（1）═2H2（g）+O2（g）△H=+571.6kJ?mol-1
则2H2（g）与NO（g）反应生成N2（g）和H2O（1）的热化学方程式是
 
．
分析：（1）①根据题目信息写出生成物，根据质量守恒配平；
②由图可知镁-次氯酸盐”燃料电池中Mg与ClO-、H2O反应生成Cl-与Mg（OH）2；
（2）①根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，
②根据到达平衡后，温度越高，φ（CH3OH）越小，平衡向逆反应进行；
③根据先拐先平数值大原则，由图1可知，温度T1＜T2，平衡时，温度越高CO的转化率越小，说明升高温度，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，据此判断反应热，K1与K2关系；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到．
解答：解：（1）①用CO还原MgSO4可得到MgO、CO2、SO2和SO3，方程式为CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3，故答案为：CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3 ；
②由图可知镁-次氯酸盐”燃料电池中Mg与ClO-、H2O反应生成Cl-与Mg（OH）2，该电池反应的总反应方程式为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg（OH）2，正极电极反应是ClO-离子得到电子发生还原反应，电极反应为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-，故答案为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；
（2）①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以K=
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)
，故答案为：
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)
；
②由图可知最高点反应到达平衡，达平衡后，温度越高，φ（CH3OH）越小，平衡向逆反应进行，升高温度平衡吸热方向进行，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，即△H＜0，故答案为：＜；
③由图1可知，温度T1＜T2，平衡时，温度越高CO的转化率越小，说明升高温度，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故该反应正反应为放热反应，则△H＜0，升高温度，平衡向逆反应移动，所以KⅠ＞KⅡ，故答案为：＞；
（3）①2NO（g）═N2（g）+O2（g）△H=-180.5kJ?mol-1
②2H2O（1）═2H2（g）+O2（g）△H=+571.6kJ?mol-1
依据盖斯定律①-②得到：2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-752.1KJ/mol；
故答案为：2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-752.1KJ/mol．
点评：本题考查涉及知识点较多，涉及平衡常数的计算、平衡状态的判断以及外界条件对平衡移动的影响，热化学方程式和盖斯定律的计算应用等问题，题目难度中等，本题注意把握计算方法以及平衡常数的运用．
练习册系列答案
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欧盟原定于2012年1月I日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暧，研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．请运用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
①完成并配平上述化学方程式②在上述方程式上标出该反应电子转移的方向与数目．
（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO．
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式
 
；
②由MgO可制成“镁-次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1，该电池反应的离子方程式为
 
；
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（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将C02转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H
①该反应的平衡常数表达式为K
 

②取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H
 
0（填“＞”“＜”或“=”）．
③在同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ
 
KⅡ （填“＞”“＜”或“=”）

研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用相关知识研究碳及其化合物的性质。

（1）近年来，我国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

①完成并配平上述化学方程式。

②在上述方程式上用单线桥标出该反应电子转移的方向与数目。

（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是?????????????????? 。

②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池反应的离子方程式为 ????????? 。

???? 　?? ?

图1????????????????? 图2????????????????? 图3

（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)? △H

①该反应的平衡常数表达式为K＝???? ????? ????? 。

②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H?????? 0(填“>”“<”或“＝”)。

③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、II对应的平衡常数大小关系为KⅠ????? KII(填“＞” “＜”或“＝”)。

 

研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

（1）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是 _____；

②由MgO可制成“镁——次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池正极的电极反应式为_________；

（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)  △H＝QkJ/mol

①该反应的平衡常数表达式为K＝_______。

②取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1:3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中发生上述反应，反应相同时间后测得甲醇的体积分数( CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述反应的Q_____0（填“＞”“＜”或“＝”）；

③在其中两个容器中，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、II对应的平衡常数大小关系为K1_________K11（填“＞”“＜”或“＝”）。

（3）用H2或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g)＝N2(g)＋O2(g)  △H＝－180.5kJ/mol

2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)  △H＝+571.6kJ/mol

则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是________。

 

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暧，研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用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

①完成并配平上述化学方程式。

②在上述方程式上标出该反应电子转移的方向与数目。

（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式________

②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1，该电池反应的离子方程式为_____________________。

（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：

CO2(g)+3H2(g)（g）CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH

①该反应的平衡常数表达式为K_______。

②取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇反应的 ΔH_____0 (填 “>”、“<”或“ =” )。

③在同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线 I、II对应的平衡常数大小关系为KI_______KII (填“>”、“<”或“ = ”)。

 

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