Question

（2013?泰安一模）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）分别通入体积为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：

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	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3

①实验1中以CO₂表示的反应速率为

0.13mol/（L?min）

（保留2位小数）；
②该反应为

放热

（填“吸热”或“放热”）反应；
③实验2的平衡常数为

0.17

．
（2）已知在常温常压下：
2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1451.6kJ?mol^-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式

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

．
（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

Co²⁺-e^-=Co³⁺

；
②写出除去甲醇的离子方程式

6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺

．

Answer 1

分析：（1）①、由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，根据v=

△n V

△t

计算v（CO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO₂）；
②、第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时CO₂的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应；
③、利用三段式计算平衡时，各组分的物质的量，该反应是气体体积不变的反应，故利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算平衡常数；
（2）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标方程式，反应热也乘以相应的系数并进行相应的计算；
（3））①通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co²⁺-e^-=Co³⁺；
②以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化，自身被还原为Co²⁺，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H⁺，配平书写为：6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺．

解答：解：（1）①、由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=

1.6mol 2L

6min

=

2

15

mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，故v（CO₂）=v（CO）=

2

15

mol/（L?min）=0.13mol/（L?min），
故答案为：0.13mol/（L?min）；
②、实验1中CO的转化率为×100%=40%，实验2中CO的转化率为×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，
故答案为：放热；
③、平衡时CO的物质的量为1.6mol，则：
           CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
开始（mol）：2      1        0        0
变化（mol）：0.4    0.4      0.4      0.4
平衡（mol）：1.6    0.6      0.4      0.4
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数k=

0.4×0.4

1.6×0.6

=0.17，
故答案为：0.17；
（2）已知：①2CH₃OH（1）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（1）△H=-1451.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
根据盖斯定律，①-②得2CH₃OH（1）+2O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（1），故△H=（-1451.6kJ/mol）-（-566.0kJ/mol）=
885.6kJ/mol，即CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol；
（3）①、通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co²⁺-e^-=Co³⁺；
故答案为：Co²⁺-e^-=Co³⁺；
②、以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化，自身被还原为Co²⁺，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H⁺，配平书写离子方程式为：6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺；
故答案为：6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺．

点评：本题考查反应速率的计算、化学平衡有关计算、热化学方程式书写、氧化还原反应等，难度中等，注意对知识的理解与掌握，是对学生能力的考查．