(2013?哈爾濱模擬)如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視,所以“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題.
(1)用電弧法合成的儲氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒(雜質),這種顆?捎萌缦卵趸ㄌ峒,請完成該反應的離子方程式:
5
5
C+
4
4
MnO
 
-
4
+
12
12
H+
5
5
CO2↑+
4
4
Mn2++
6
6
H2O
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中.進行反應
CO+H2O?CO2(g)+H2(g)得到如下兩組數(shù)據(jù):
實驗編號 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達到平衡所需時間/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
①實驗1從開始到達到化學平衡時,以v(CO2)表示的反應速率為
0.13mol/(L?min)
0.13mol/(L?min)
(精確到0.01,下同)
②該反應為
(填“吸”或“放”)熱反應,實驗2條件下平衡常數(shù)K=
0.17
0.17

(3)以二甲醚(CH3OCH3)、空氣、氫氧化鉀為原料,鉑為電極可構成燃料電池,其工作原理  與甲烷燃料電池的原理相似.請寫出該電池負極上的電極反應式:
CH3OCH3+160H--12e-═2CO32-+11H2O
CH3OCH3+160H--12e-═2CO32-+11H2O

(4)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱分別為-285.8kJ?mol-1、-283.0kJ?mol -1和-726.5kJ?mol-1.請寫出甲醇(CH3OH)不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=-443.5kJ?mol-1
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=-443.5kJ?mol-1

(5)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應,CaCO3是一種難溶物質,其Ksp=2.8×10-9(25℃).現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若混合前Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol?L-1,則生成沉淀所需原CaCl2溶液的最小濃度為
5.6×10-5mol/L
5.6×10-5mol/L
分析:(1)反應中C→CO2,碳元素化合價由0價升高為+4價,共升高4價,KMnO4→MnSO4,Mn元素化合價由+7價降低為+2價,共降低5價,化合價升降最小公倍數(shù)為20,故C的系數(shù)為5,故KMnO4系數(shù)為4,據(jù)此結合原子守恒配平其它物質的系數(shù);
(2)①已知平衡時c(H2)=1.6mol,所以c(CO2)=1.6mol,根據(jù)公式求出v(CO2
②第二組溫度比第一組高,反應物物質的量比第一組減半,但是平衡時H2的物質的量比第一組的一半少,表明該反應為放熱反應;依據(jù)圖表數(shù)據(jù)列式計算平衡濃度,結合化學平衡常數(shù)概念計算;
(3)負極上是燃料甲醚發(fā)生失電子的氧化反應生成CO32-和H2O;
(4)根據(jù)CO和CH3OH的燃燒熱先書寫熱方程式,再利用蓋斯定律來分析甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式;
(5)Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,等體積混合后溶液中c(CO32-)=1×10-4mol/L,根據(jù)Ksp=c(CO32-)?c(Ca2+)計算沉淀時混合溶液中c(Ca2+),原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍.
解答:解:(1)反應中C→CO2,碳元素化合價由0價升高為+4價,共升高4價,KMnO4→MnSO4,Mn元素化合價由+7價降低為+2價,共降低5價,化合價升降最小公倍數(shù)為20,故C的系數(shù)為5,故KMnO4系數(shù)為4,結合原子守恒配平后方程式為:5C+4KMnO4+6H2SO4=5CO2↑+4MnSO4+2K2SO4+6H2O,離子方程式為5C+4MnO4-+12H+=5CO2↑+4Mn2++6H2O,
故答案為:5;4;12;5;4;6;
(2)①已知平衡時c(H2)=1.6mol,所以c(CO2)=1.6mol,v(CO2)=
1.6mol
2L
6min
=0.13mol/(L?min),故答案為:0.13mol/(L?min);
②實驗1中CO的轉化率為
1.6mol
4mol
×100%=40%,實驗2中CO的轉化率為
0.4mol
0.4mol
×100%=20%,則實驗1的轉化率大于實驗2,則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動,正反應放熱,實驗2條件下,
           H2O(g)+CO(g)?CO2(g)+H2(g)
初始濃度   0.5mol/L   1mol/L      0        0
轉化濃度  0.2mol/L   0.2mol/l   0.2mol/l  0.2mol/l 
平衡濃度  0.3mol/L   0.8mol/L   0.2mol/l  0.2mol/l 
K=
c(CO2)c(H2)
c(H2O)c(CO)
=
0.2×0.2
0.3×0.8
=0.17,
故答案為:放;0.17;
(3)負極上是燃料甲醚發(fā)生失電子的氧化反應,在堿性環(huán)境下,即為:CH3OCH3+160H--12e-═2CO32-+11H2O,故答案為:CH3OCH3+160H--12e-═2CO32-+11H2O;
(4)由CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1,則
①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ?mol-1 
②CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-726.5kJ?mol-1 
由蓋斯定律可知用②-①得反應CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l),該反應的反應熱△H=-726.5kJ?mol-1-(-283.0kJ?mol-1)=-443.5kJ?mol-1
故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=-443.5kJ?mol-1;
(2)Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,等體積混合后溶液中c(CO32-)=
1
2
×2×10-4mol/L=1×10-4mol/L,根據(jù)Ksp=c(CO32-)?c(Ca2+)=2.8×10-9可知,c(Ca2+)=
2.8×10-9
1×10-4
mol/L=2.8×10-5mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小濃度為2×2.8×10-5mol/L=5.6×10-5mol/L,故答案為:5.6×10-5mol/L.
點評:本題考查了化學平衡的影響因素分析判斷,平衡常數(shù)計算應用,蓋斯定律的計算應用,原電池電極反應的書寫方法,Ksp的有關計算等,題目難度中等.
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(2013?哈爾濱模擬)將一定量的Fe、Fe2O3、CuO的混合物放入體積為100mL、濃度為2.2mol?L-1的H2SO4溶液中,充分反應后,生成氣體896mL(標況),得到不溶固體1.289,過濾后,濾液中的金屬離子只有Fe2+(濾液體積仍為100mL).向濾液中滴加2mol?L-1的NaOH溶液至30mL時開始出現(xiàn)沉淀.則未滴加NaOH溶液前濾液中FeSO4的物質的量濃度為( 。

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(2013?哈爾濱模擬)[化學--選修化學與技術]
沿海地區(qū)有著豐富的海水資源,海水占地球總儲水量的97.4%,海水是人類寶貴的自然資源,若把海水淡化和化工生產(chǎn)結合起來,既可以解決淡水資源缺乏的問題,又可以充分利用海水資源,從海水中可以提取多種化工原料,如圖是某工廠對海水資源綜合利用的示意圖:

(1)請列舉海水淡化的兩種方法
蒸餾法
蒸餾法
、
電滲析法
電滲析法

(2)使用離子交換樹脂與水中的離子進行交換也是常用的水處理技術.聚丙烯酸鈉是一種離子交換樹脂,寫出聚丙烯酸鈉單體的結構簡式
CH2=CHCOONa
CH2=CHCOONa

(3)步驟Ⅰ中已獲得Br2,步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br -,其目的是:
富集溴元素
富集溴元素

步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達95%,有關反應的離子方程式
Br2+SO2+2H2O═4H++SO2-4+2Br-
Br2+SO2+2H2O═4H++SO2-4+2Br-

(4)在制取無水氯化鎂時需要在干躁的HCl氣流中加熱MgCl2.6H2O的原因
在干燥的HCl氣流中,抑制了MgCl2水解,且?guī)ё進gCl2,6H2O受熱產(chǎn)生的水汽,故能得到無水MgCl2
在干燥的HCl氣流中,抑制了MgCl2水解,且?guī)ё進gCl2,6H2O受熱產(chǎn)生的水汽,故能得到無水MgCl2

(5)電解無水氯化鎂所得的鎂蒸氣在特定的環(huán)境里冷卻后即為固體鎂,下列物質中可以用做鎂蒸氣的冷卻劑的是
A
A

A.H2     B.CO2      C.空氣       D.O2     E.水蒸氣
(6)苦鹵(海水蒸發(fā)結晶分離出食鹽后的母液)中含有較多的NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4等物質.用沉淀法測定苦鹵中MgCl2的含量(g/L),測定過程中應獲取的數(shù)據(jù)有
苦鹵樣品體積、加入NaOH溶液后生成Mg(OH)2的質量、加入BaCl2溶液后生成BaSO4的質量
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