(16+2分)目前低碳经济已成为科学家研究的主要课题之一,如何降低大气中CO2的含量及有效...

(16+2分)目前低碳经济已成为科学家研究的主要课题之一,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起全世界的关注：

（1）用电弧法合成的储氢材料常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这些杂质颗粒通常用硫酸酸化的锰酸钾氧化除去，在反应中，杂质碳被氧化为无污染气体而除去，Mn元素转变为Mn2+，请写出对应的化学方程式并配平：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（2）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下两组数据：

①实验2条件下的H2O 体积分数为　　　　 　 　　 ；

②下列方法中可以证明上述已达平衡状态的是　　　　　 ；

a.单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol CO

b.容器内压强不再变化

c.混合气体密度不再变化

d.混合气体的平均相对分子质量不再变化

e.CO2的质量分数不再变化

③已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值（lgK）如下表:

则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在900K时，该反应平衡常数的对数值（lgK）＝　　 _。

（3）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：

C(s)＋O2(g)＝CO2(g)　 　　 △ H 1＝－393.5kJ·mol－1

CO2(g)＋C(s) ＝2CO(g) 　　 △ H 2＝＋172.5kJ·mol－1

S(s)＋O2(g) ＝SO2(g)　　 △ H 3＝－296.0kJ·mol－1

请写出CO除SO2的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）25℃时，在20 mL0.1 mol/L醋酸中加入V mL0.1 mol/LNaOH溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，

下列说法正确的是________。

A．pH＝3的CH3COOH溶液和pH＝11的CH3COONa溶液中，由水电离出的c(OH—)相等

B．①点时pH＝6，此时溶液中，c(CH3COO—)－c(Na+)＝9.9×10-7mol/L

C．②点时，溶液中的c(CH3COO—)＝c(Na+)

D．③点时V＝20mL，此时溶液中c(CH3COO—)< c(Na+)＝0.1mol/L

（5）下图是一种新型燃料电池,它以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质，图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题：

①写出A极发生的电极反应式 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与　　 极（填“C”或“D”）相连。

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（16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。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）CO2的电子式为：　　　　　　　　　　 。

（2）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

（3）甲醇是一种新型燃料，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

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和水蒸气时的热化学方程式为　　　　　　　　　　　 ；

（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的燃料电池装置。

①该电池负极的电极反应为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 。

（5）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。下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。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 =　　　　　　　　　 。

（6）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5.6×10-5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为　　　　　　　　　　 。

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（16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，并在方框内填上系数。

□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：

①实验1条件下，反应从开始至达到平衡，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“吸热”或“放热”）反应。

（3）已知在常温常压下：

①2CH3OH(l) +3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(g)　　 ΔH1 ＝－1275.6 kJ/mol

②2CO (g)+ O2(g)＝2CO2(g)　　 ΔH2 ＝－566.0 kJ/mol

③H2O(g)＝H2O(l)　　 ΔH3 ＝－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：　　　　　　 。

（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。

该电池正极的电极反应式为　　　 　 ；该电池工作时，溶液中的OH－向　　 （填“正”或“负”）极移动。

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（16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：(系数按顺序填在答题卷上)

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

(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），得到如下三组数据：

①实验1中以v （CO₂） 表示的反应速率为________ （取小数二位，下同）。

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

(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液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，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为________。

② 工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为 ________。

（5）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2×10^—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为________。

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（15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）已知：① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)　　 ΔH＝－41 kJ·mol－1

② C(s)+2H2(g)CH4(g)　　　　 ΔH＝－73 kJ·mol－1

③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)　　　　 ΔH＝－171 kJ·mol－1

写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式　　　　　　　　　　　　 。

（2）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)

已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如下左图：

①在其他条件不变时，请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2)/n(CO2)]变化的曲线图。

②某温度下，将2.0 mol CO2(g)和6.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如下图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是　　　　　　　 。

A. P3>P2，T3>T2　　 　　　　　　　 B. P1>P3，T1>T3　

C. P2>P4，T4>T2　 　　　　　　　 D. P1>P4，T2>T3

（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的CO和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

该反应的平衡常数的表达式为：

该反应的正反应方向是　　　　　　 反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的浓度均为0.020 mol·L-1，在该条件下CO的平衡转化率为　　　　 。

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（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：

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。

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（14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：（系数按顺序填在答题卷上）

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

（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），得到如下三组数据：

①实验1中以v （CO₂） 表示的反应速率为________（取小数点后二位，下同）。

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

（3） 某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如下图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为________。

② 工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为 ________。

⑷CO₂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2×10^—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为________。

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（10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+6 H₂SO₄ ＝ ____CO₂↑+ ____MnSO₄ + ____K₂SO₄+ 6H₂O

(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：

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液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        该电池正极的电极反应为

。

②该电池工作时，溶液中的OH^－向______极移动。

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（10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+6 H₂SO₄ ＝ ____CO₂↑+ ____MnSO₄ + ____K₂SO₄+ 6H₂O

(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：

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液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OH^－向______极移动。

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“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：

①实验1中以CO2表示的化学反应速率为__________（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：_____________。

(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该电池负极的电极反应为：_______________。

②该电池工作时，溶液中的OH－向______极移动。

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