研究碳及其化合物的性质对促进低碳社会的构建具有重要意义。(1)将不同量的CO(g)和H2O...

研究碳及其化合物的性质对促进低碳社会的构建具有重要意义。

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

①实验1中以CO₂表示的反应速率为_____________(保留2位小数)；

②该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应；

③实验2的平衡常数为___________________________。

(2)已知在常温常压下：

2CH₃OH(l)+3O₂(g)＝2CO₂(g)+4H₂O(l)  △H＝－1451.6kJ/mol

2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)   △H＝－566.0kJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式_______________________________。

(3)甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，实验室用如图装置模拟该过程，其原理是：通电后，Co²⁺被氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把甲醇氧化成CO₂而除去(Co³⁺的还原产物是CO²⁺)。

①写出阳极电极反应式_______________________________________________________________ ；

②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________________________________。

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

（1）在一定条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气的相关反应有：

CO2(g)＋H2(g)= CO(g)＋H2O(g)　　 △H1＝＋41KJ／mol

CO(g)＋2 H2(g)= CH3OH(g)　　　　 △H2＝－90KJ／mol

则由CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气的热化学方程式为__________________。

（2）在一定温度下，向2L固定容积的密闭容器中通入2molCO2、3molH2，发生反应CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）　 △H3<0．测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是__________________。

A．单位时间内有3n molH—H键断裂，同时又有2n mol O—H键断裂

B．混合气体的密度不随时间变化

C．体系中n（CO2）／n（H2）＝1∶1，且保持不变

D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变

②下列措施能使n（CH3OH）／n（CO2）增大的是__________________。

A．升高温度

B．恒温恒容下，再充入2molCO2、3molH2

C．使用高效催化剂

D．恒温恒容充入He（g）使体系压强增大

③计算该温度下此反应的平衡常数K＝__________________（保留3位有效数字）；若使K的值变为1，则应采取的措施是__________________。

A．增大压强　　 B．恒压加入一定量H2 C．升高温度　　 D．降低温度

（3）捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。用100mL 0.1mol／LNa2CO3溶液完全捕捉0.44gCO2气体（溶液体积不变），所得溶液中c（HCO3－）＋c（CO32－）＋c（H2CO3）＝__________________mol／L

（4）被誉为改变未来世界的十大科技之一的燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备，正以势不可挡之势挤入汽车工业和电力工业．写出甲醇燃料电池碱性电解质(铂为两极.电解液为KOH溶液)的负极电极反应：__________________

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

（1）在一定条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气的相关反应有：

CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　　 △H1＝＋41KJ/mol

CO(g)＋2 H2(g)CH3OH(g)　　　　 △H2＝－90KJ/mol

则由甲醇蒸气和水蒸气转化为CO2和H2的热化学方程式为___________________。

（2）在一定温度下，向2L固定容积的密闭容器中通入2molCO2、3molH2，发生反应

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 △H3<0．

测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是______________。

A．单位时间内有3nmolH—H键断裂，同时又有2nmolO—H键断裂

B．混合气体的平均相对分子质量不随时间变化

C．混合气体的密度不随时间变化

D．体系中n(CO2)/n(H2)＝1∶1，且保持不变

②下列措施能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是__________。

A．升高温度B．恒温恒容下，再充入2molCO2、3molH2

C．使用高效催化剂　　　　　　 D．恒温恒容充入He(g)使体系压强增大

③已知该温度下此反应的平衡常数K=0.198，若使K的值变为1，应采取的措施是___________。

A．升高温度　　 B．降低温度　　 C．增大压强　　 D．恒压加入一定量H2

（3）捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。用100mL0.1 mol/LNa2CO3溶液完全捕捉0.44gCO2气体（溶液体积不变），所得溶液中c(HCO3－)＋c(CO32－)＋c(H2CO3)＝__________mol/L

（4）用CO2和天然气可以制备CO和H2，CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。密闭容器中浓度均为0.1mol/L的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4 的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示，则压强P1 ____P2（填“>”或“<”）。若P2=3MPa，则T°C时该反应的平衡常数Kp =_____MPa2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。

(1)一定条件下，在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂，有下列反应发生：

CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)　 ∆H1＝-206.2 kJ/mol

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　　 ∆H2

若CO2还原H2生成0.1mol CH4(g)和一定量的H2O(g)，整个过程中放出的热量为16.5kJ，则△H2=____________。

(2)为研究CO2与CO之间的转化。让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)　 ∆H，测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)％)的影响如图所示：

回答下列问题：

① p1、p2、p3的大小关系是______________，图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是____________。

② 900 ℃、1.013 MPa时，1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为VL，CO2的转化率为_____________，(保留一位小数)该反应的平衡常数K＝_________。

③将②中平衡体系温度降至640 ℃，压强降至0.1013 MPa，重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。条件改变时，正反应和逆反应速率如何变化？_______________________________，二者之间有何关系？________________________。

(3)CO2可用于工业制备草酸锌，其原理如图所示(电解液不参加反应)，Zn电极是_____极。已知在Pb电极区得到ZnC2O4，则Pb电极上的电极反应式为______________。

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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在上述化学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是_________________________________________________________。

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

（a）　　　　　 　（b）　　　　（c）

（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）　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φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图（b）所示，则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH________（填“＞”“＜”或“＝”）0。

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（c）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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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“＝”)。

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研究CO2、CO的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义，CO2、CO都可用于合成甲醇。

（1）CO2用于合成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取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1∶3），加入恒容密闭容器中发生上述反应，反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图所示，则该反应的ΔH　　　　 0（填“>”、“<”或“＝”）。

③科学家现正研发的以实现CO2转化为甲醇在常温常压下进行的装置如图所示，写出甲槽的电极反应式______________。

（2）CO用于合成甲醇的热化学方程式为：CO(g）+2H2(g）CH3OH(g） △H，在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，将a mol CO与2a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生下面反应2生成甲醇，下列图像正确且说明可逆反应达到平衡状态的是　　　　　　 。（填序号）

（3）以CH4和H2O为原料，也可通过下列反应1和反应2来制备甲醇。

反应1：CH4（g）＋ H2O（g） CO（g）＋ 3H2（g） ΔH＝ + 206.0 kJ·mol－1

反应2：CO（g）＋ 2H2（g） CH3OH（g） ΔH＝－129.0 kJ·mol－1

①CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH（g）和H2（g）的热化学方程式为__________________。

②已知：在700 ℃，1 MPa时，1 mol CH4与1 mol H2O在1 L密闭容器中发生反应1，6min达到平衡(如图)，此时CH4的转化率为________________。根据右图分析，由第一次平衡到第二次平衡，平衡向__________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)，采取的措施可能是_____________________。

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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K_I_______K_II (填“>”、“<”或“ = ”)。

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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

（1）在一定条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气的相关反应有：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H1=+41kJ/mol

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　　 △H2=-90kJ/mol

则由CO2和H2转化为甲醇蒸气和水蒸气的热化学方程式为_________________。

（2）在一定温度下，向2L固定容积的密闭容器中通入2molCO2、3molH2，发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　 △H3<0。测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是________。

A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变

B.体系中n(CO2)/n(H2)=1：1，且保持不变

C.混合气体的密度不随时间变化

D.单位时间内有n molH-H键断裂，同时又n mol O-H键生成

②下列措施能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_________。

A.升高温度　　　　　　　　　　　　 B.恒温恒容充入He(g)

C.使用高效催化剂　　　　　　　　　　 D.恒温恒容下，再充入2molCO2、3molH2

③计算该温度下此反应的平衡常数K=_____(L/mol)2；若使K的值变为1，则应采取的措施是_______。

A.增大压强　　　 B.恒压加入一定量H2　　 C.降低温度　　　 D.升高温度

（3）捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。用100mL 0.1mol/LNa2CO3溶液完全捕捉224mL（已换算为标准状况，溶液体积变化忽略不计）CO2气体，所得溶液中：

①c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=_________mol/L（填数字）。

②c(HCO3-)+2c(CO32-)=____________（用相关离子浓度表示）。

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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________。

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