“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.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:(将配平后的系数填在横线上) C+ KMnO4+ H2SO4→ CO2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

“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：(将配平后的系数填在横线上)

__ C+ __ KMnO4+ ___ H2SO4→___CO2↑+ ___MnSO4 + ___K2SO4+ ___H2O?

当反应中有2．408×1024个电子发生转移时，还原剂的质量为 ????????????

（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：

实验组	温度℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
CO	H2O	H2	CO
1	650	x	2．0	1．6	2．4	6
2	900	2．0	1．0	0．4	1．6	3

①实验1中以v(CO2）表示的反应速率为?? ???? ?? (要求2位有效数字，下同)；实验2达到平衡时CO的体积分数为?? ????? ???? 。

②若反应的平衡常数大，处理CO的效率高，则增大该反应平衡常数的措施有????????? 。

③900℃时，该密闭容器中，加入4 molCO，3 mol H2O ，4mol CO2和2．4mol H2，比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆（填“＞”、“＜”或“＝”)。

④一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行，能说明该反应已经达到平衡状态的有?? ? 。?

A．容器中气体的平均分子量不随时间而变化???

B．消耗1molH2的同时消耗1molCO

C．容器中气体的密度不随时间而变化?????????

D．CO2的体积分数不随时间而变化????

（3）汽车尾气的排放对空气造成污染。目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效将尾气中的有害气体转化。如：

① CO (g)+NO2(g) ＝CO2(g) + NO (g)?? ΔH ＝－a kJ／mol?? (a＞0)

②? 2CO (g)+2NO(g) ＝2CO2(g) )+ N2 (g)?? ΔH ＝－b kJ／mol? (b＞0)

若用标准状况下3．36LCO还原NO2至N2(CO完全反应)时放出的热量为??? ??? kJ(用含a和b的代数式表示，下同)；并写出该反应的热化学方程式???????????????????????????????? 。

【答案】

（1）5、4、6、5、4、2、6?? （2分）；? 12g? （2分）

（2）① 0．13 mol·L-l· min-l（2分）； 0． 53（2分）

② 降低温度（2分）??? ③ ＜（2分）?? ④ B D（2分）

（3）? 3(2a+b)/80（2分）；

4CO (g)+2NO2(g) ＝4CO2(g) )+ N2 (g)? ΔH＝-(2a+b) kJ／mol （2分）

【解析】

试题分析：（1）根据化合价升降法配平该反应，高锰酸钾中锰元素化合价降低5价，碳元素化合价升高4价，化合价升高数等于化合价降低数，所以高锰酸钾前的系数是4，碳单质前的系数是5，根据原子守恒，配平其他物质的系数，配平如下：5 C+ 4 KMnO4+ 6 H2SO4 ═ 5CO2↑ + 4MnSO4 + 2 K2SO4+ 6 H2O，该反应转移电子数是20，当反应中有2．408×1024个电子发生转移时，还原剂碳的质量设为m，则，解得m=12 g 。

（2）①实验1中达到平衡时生成CO2的物质的量等于H2的物质的量为1．6mol，所以v(CO2)==0．13 mol·L-l· min-l，

实验2达到平衡时CO的体积分数计算可根据三段法如下：

CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)

起始量/mol? 2．0??? 1．0?????? 0???? 0??????????

转化量/mol? 0．4??? 0．4????? 0．4??? 0．4????????

平衡量/mol? 1．6??? 0．6????? 0．4??? 0．4???????

实验2达到平衡时CO的体积分数为=0．53；

②根据三段法求出不同温度下的平衡常数，K(650℃)= ，K(900℃)= ，升高温度平衡常数减小，可知降低温度平衡正向移动，又改变压强对该反应平衡无影响，所以增大该反应平衡常数的措施只能是降低温度使平衡正向移动；

③该条件下的浓度积Qc==0．8＞K(900℃)，平衡向逆反应方向移动，则v正＜v逆；

④A、该反应为等体反应，反应前后总物质的量不变，气体质量守恒，所以气体的平均分子量不随时间而变化，错误；B、消耗1 mol H2的同时消耗1 mol CO，体现了正逆反应速率相等，正确；C、固定体积的密闭容器，质量不变，体积不变，所以密度也不改变，错误；D、CO2的体积分数不随时间而变化，正确；

（3）根据盖斯定律，①+②2得到：ΔH=-(2a+b)kJ/mol ，3．36 L CO还原NO2至N2时放出的热量为。

考点：氧化还原反应的配平和计算，化学反应速率计算，平衡状态标志的判断，化学平衡的计算，盖斯定律的计算。

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（2013?上饶一模）“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：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
实验组	温度℃	CO	H₂O	H₂	CO	达到平衡所需时间/min
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验1中以v （CO₂）表示的反应速率为

0.13moL/（L?min）

（取小数二位，下同）．
②该反应为

放

（填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=

0.17

．
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/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：

CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol

（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该电池正极的电极反应为

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
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

2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O

．
（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^-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为

5.6×10^-5mol/L

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H₂为主的合成气，合成气有广泛应用．试回答下列问题：
（1）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）△H＞0．已知在1 100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263．
①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值

增大

（填“增大”、“减小”或“不变”）；
②1 100℃时测得高炉中，c（CO₂）=0.025mol?L^-1，c（CO）=0.1mol?L^-1，则在这种情况下，该反应向

右

进行（填“左”或“右”），判断依据是

浓度商Qc=

c(CO2)

c(CO)

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25＜0.263

浓度商Qc=

c(CO2)

c(CO)

0.025mol/L

0.1mol/L

=0.25＜0.263

．
（2）目前工业上也可用CO₂来生产燃料甲醇，有关反应为：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
△H=-49.0kJ?mol^-1，现向体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，反应过程中测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间的变化如图所示．
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=

0.225mol/（L?min）

．
②反应达到平衡后，下列措施能使

c(CH3OH)

c(CO2)

增大的是

（填符号）．
A．升高温度 B．再充入H₂ C．再充入CO₂D．将H₂O（g）从体系中分离 E．充入He（g）

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

“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+

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：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
实验组	温度℃	CO	H₂O	H₂	CO	达到平衡所需时间/min
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验1条件下平衡常数K=

2.67

（取小数二位，下同）．
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值

小于1

（填具体值或取值范围）．
③实验4，若900℃时，在此容器中加入10molCO，5molH₂O，2molCO₂，5molH₂，则此时V_正

＜

V_逆（填“＜”，“＞”，“=”）．
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/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：

CH₃OH（l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol

（4）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^-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为

5.6×10^-5mol/L

．
（5）甲醇可制作燃料电池．写出以稀硫酸为电解质溶液的甲醇燃料电池负极反应式

CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O

．

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科目：高中化学 来源：2011-2012学年度陕西省礼泉一中高三第一学期期末考试化学试卷 题型：填空题

（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：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
实验组	温度℃	CO	H₂O	H₂	CO	达到平衡所需时间/min
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3
3	900	a	b	c	d	t

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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科目：高中化学 来源：2011届吉林省普通中学高三下学期期中教学质量检测理综化学部分 题型：填空题

“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H₂为主的合成气，合成气有广泛应用。试回答下列问题：
（1）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：
FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO₂(g) ΔH ＞0
已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值__________（填“增大”、“减小”或“不变”）；
②1100℃时测得高炉中，c(CO₂)=0.025mol·L^-1，c(CO)="0.1" mol·L^-1，则在这种情况下，该反应向_______进行（填“左”或“右”），判断依据是
                                                           。
（2）一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu₂O/ZnO）。
已知：2CO(g) + O₂(g)＝2CO₂(g)  ΔH ＝–566 kJ·mol^―1
2H₂O(g) ＝2H₂(g) + O₂(g)  ΔH ＝+484 kJ·mol^―1
CH₃OH(g) + 1/2O₂(g)＝CO₂(g) + 2H₂(g)  ΔH ＝–192.9 kJ·mol^―1
请写出CO与H₂在一定条件下反应生成CH₃OH(g)的热化学方程式
                                                               。
（3）目前工业上也可用CO₂来生产燃料甲醇，有关反应为：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH ＝-49.0 kJ·mol^-1，现向体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，反应过程中测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝_______        _；
②反应达到平衡后，下列措施能使增大的是______（填符号）。

A．升高温度	B．再充入H₂	C．再充入CO₂
D．将H₂O(g)从体系中分离 E．充入He(g)

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