Question

“低碳循环”引起世界各国的高度关注，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，更是引起了全世界的普遍重视．
（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，请配平该反应的化学方程式：（将化学计量数按顺序填在答题卷上）
______C+______KMnO₄+______H₂SO₄→______CO₂↑+______MnSO₄+______K₂SO₄______H₂O
（2）将不同最的CO（g）和H₂O（g）分别通人到容积为2L的恒容密闭容器中，进行如下反应：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
得到表中三组数据

实验	温度°C	起始量/mol		平均量/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
3	900	a	b	c	d	t

①实验1中以v （CO₂）表示的反应速率为______（取二位小数，下同）．
②实验3条件下，反应物和生成物的起始量、平衡量都不知道，欲计算该条件下的化学平衡常数可
以利用实验______的数据进行，其K=______．
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（I）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（I）△H═44.0kJ/mol
写出甲醇（CH₂OH）不宪全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式______．

Answer 1

解：（1）反应中C→CO₂，碳元素化合价由0价升高为+4价，共升高4价，KMnO₄→MnSO₄，Mn元素化合价由+7价降低为+2价，共降低5价，化合价升降最小公倍数为20，故C的系数为5，故KMnO₄系数为4，结合原子守恒配平后方程式为：5C+4KMnO₄+6H₂SO₄=5CO₂↑+4MnSO₄+2K₂SO₄+6H₂O，
故答案为：5；4；6；5；4；2；6；
（2）①由表中数据可知，6min平衡时H₂的物质的量为1.6mol，故v（H₂）==0.13mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，故v（CO₂）=v（H₂）=0.13mol/（L?min），故答案为：0.13mol/（L?min）；
②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==0.17，
故答案为：0.17；
（3）已知：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
依据盖斯定律①-②+③×4得：2CH₃OH（l）+2O₂（g）=2CO （g）+4H₂O（l）△H=-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．
分析：（1）反应中C→CO₂，碳元素化合价由0价升高为+4价，共升高4价，KMnO₄→MnSO₄，Mn元素化合价由+7价降低为+2价，共降低5价，化合价升降最小公倍数为20，故C的系数为5，故KMnO₄系数为4，据此结合原子守恒配平其它物质的系数；
（2）①根据v=计算v（H₂），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO₂）；
②平衡常数只受温度影响，温度相同，同一反应平衡常数相同，可以利用实验2计算900℃平衡常数；
根据三段式计算平衡时各组分的物质的量，反应前后气体的化学计量数不变，利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算；
（3）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，据此书写．
点评：本题考查较为综合，涉及氧化还原反应配平、反应速率计算、化学平衡常数、热化学方程式书写等，难度中等，是对学生能力的考查，注意掌握氧化还原反应配平方法、盖斯定律的运用等，学习中注意相关解答方法的积累．