“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.并在方框内填上系数.□C+□KMnO4+□H2SO4 =□CO2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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“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，并在方框内填上系数。
□C+□KMnO₄+□H₂SO₄=□CO₂↑+□MnSO₄ +□K₂SO₄+□
（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），得到如下二组数据：

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

①实验1条件下，反应从开始至达到平衡，以v(CO₂)表示的平均反应速率为          （保留小数点后二位数，下同）。
②实验2条件下平衡常数K=____ _____，该反应为          （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) +3O₂(g)＝2CO₂(g)+4H₂O(g)  ΔH₁＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g)＝2CO₂(g)   ΔH₂＝－566.0 kJ／mol
③ H₂O(g)＝H₂O(l)  ΔH₃＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：                                     。
（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式为：；
②该电池工作时，溶液中的OH^－向______（填“正”或“负”）极移动。

（16分）
（1）5 C+4KMnO₄+6 H₂SO₄=5CO₂↑+4MnSO₄+2K₂SO₄+6H₂O（3分，物质1分，配平2分）
（2）①0.13mol/(L·min) (2分) ②0.17（2分）；放热（2分）
（3）2CH₃OH(l)+2O₂(g)=2CO(g)+4H₂O(g) ΔH=—709.6kJ/mol或CH₃OH（l）+O₂（g）= CO（g）+2H₂O（g）ΔH=—354.8kJ/mol（3分）
（4）①O₂+ 4e^－+ 2 H₂O = 4OH^－（2分）　　　②负（2分）

解析试题分析：（1）观察化学方程式，先找变价元素，再根据化合价变化，用最小公倍数法先配氧化剂和还原剂的系数，最后用观察法配平各物质的系数；碳元素由0价升为+4价，锰元素由+7价降为+2价，二者升降数分别为4、5，则最小公倍数为20，所以该反应为5C+4KMnO₄+6H₂SO₄=5CO₂↑+4MnSO₄+2K₂SO₄+6H₂O；（2）①读表中信息，先由定义式求v(CO)，再由系数比求v(CO₂)，即v(CO)==== 0.13mol/(L·min)（保留两位有效数字），由于=，则v(CO₂)=v(CO)=0.13mol/(L·min)；②表中实验2有关组分的起始物质的量、平衡物质的量已知，容器体积为2L，由于c=n/V，则：
CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)
起始浓度（mol/L）       1    0.5           0     0
变化浓度（mol/L）      0.2    0.2          0.2    0.2
平衡浓度（mol/L）      0.8    0.3          0.2    0.2
K===0.17
若用表中实验1有关组分的起始物质的量、平衡物质的量已知，容器体积为2L，由于c=n/V，则：
CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)
起始浓度（mol/L）       2     1           0     0
变化浓度（mol/L）      0.8    0.8          0.8    0.8
平衡浓度（mol/L）      1.2    0.2          0.8    0.8
K`===2.67
650℃→900℃，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；平衡常数由2.67减少为0.17，说明平衡向逆反应方向移动，则逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应；
（3）观察3个热化学方程式，发现①—②可以约去2CO₂(g)，根据盖斯定律，则2CH₃OH(l)+2O₂(g)=2CO(g)+4H₂O(g)  ΔH=—709.6kJ/mol，若系数减半，则CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(g)  ΔH=—354.8kJ/mol；（4）①甲烷燃料电池的正极反应物是氧气，由于KOH溶液显碱性，根据电子、电荷、原子守恒原理，则正极反应式为O₂+4e^－+ H₂O=4OH^－；②电子带负电，电极材料本身不带电，负极流出电子带正电，因此溶液中带负电的氢氧根离子移向负极；而正极流入电子带负电，因此溶液中带正电的阳离子移向正极。
考点：考查化学反应原理，涉及氧化还原反应反应方程式的配平、平均反应速率的计算、化学平衡常数的计算与比较、温度对平衡移动的影响规律的应用、放热反应和吸热反应、盖斯定律、燃料电池的正极反应式、离子定向移动规律的应用等。

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：问答题

[15分]甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：

反应过程	化学方程式	焓变△H (kJ/mol)	活化能Ea (kJ/mol)
甲烷氧化	CH₄(g)＋2O₂(g)CO₂(g)＋2H₂O(g)	－802.6	125.6
甲烷氧化	CH₄(g)＋O₂(g)CO₂(g)＋2H₂(g)	－322.0	172.5
蒸汽重整	CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)	206.2	240.1
蒸汽重整	CH₄(g)＋2H₂O(g)CO₂(g)＋4H₂(g)	165.0	243.9

回答下列问题：
（1）反应CO(g)＋H₂O(g)

CO₂(g)＋H₂(g)的△H= kJ/mol。
（2）在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率甲烷氧化的反应速率（填大于、小于或等于）。
（3）对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(P_B)代替物质的量浓度(c_B)也可以平衡常数（记作K_P），则反应CH₄(g)＋H₂O(g)

CO(g)＋3H₂(g)的K_P＝                         ；
随着温度的升高，该平衡常数           （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）从能量阶段分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于                           。
（5）在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H₂和CO物质的量分数的影响如下图：

①若要达到H₂物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%，以下条件中最合适的是。
A．600℃，0.9Mpa B．700℃，0.9MPa C．800℃，1.5Mpa D．1000℃，1.5MPa
②画出600℃，0.1Mpa条件下，系统中H₂物质的量分数随反应时间（从常温进料开始即时）
的变化趋势示意图：

（6）如果进料中氧气量过大，最终导致H₂物质的量分数降低，原因是。

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科目：高中化学 来源： 题型：计算题

在2L容器中3种物质间进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图。反应在t时到达平衡，依图所示：

①该反应的化学方程式是　。
②反应起始至t，Y的平均反应速率是。

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科目：高中化学 来源： 题型：计算题

（1）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入体积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
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

①实验1中以v(CO₂)表示的平均反应速率为（第二位小数）。
②该反应为（填“吸热”或“放热”）反应。
③求实验2的平常常数K，要求写出计算过程，结果取二位小数。
（2）已知在常温常压下：

写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式。
（3）甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池，装置如图，该电池通过K₂CO₃溶液吸收反应生的CO₂。则负极的电极反应为。

（4）CaCO₃的K_SP=2.8×10^¯9。将等体积CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^¯4mol/L，则生成沉淀所需该CaCl₂溶液的最小浓度为。

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科目：高中化学 来源： 题型：计算题

已知：将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合，无反应发生。若再加入双氧水，将发生反应：H₂O₂+2H⁺+2I^—→2H₂O+I₂，且生成的I₂立即与试剂X反应而被消耗。一段时间后，试剂X将被反应生成的I₂完全消耗。由于溶液中的I^—继续被H₂O₂氧化，生成的I₂与淀粉作用，溶液立即变蓝。因此，根据试剂X的量、滴入双氧水至溶液变蓝所需的时间，即可推算反应H₂O₂+2H⁺+2I^—→2H₂O+I₂的反应速率。
下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录（各实验均在室温条件下进行）：

编号	往烧杯中加入的试剂及其用量（mL）					催化剂	开始变蓝时间（min）
编号	0.1 mol·Lˉ¹ KI溶液	H₂O	0.01 mol·Lˉ¹ X溶液	0.1 mol·Lˉ¹ 双氧水	1 mol·Lˉ¹ 稀盐酸	催化剂	开始变蓝时间（min）
1	20.0	10.0	10.0	20.0	20.0	无	1.4
2	20.0	m	10.0	10.0	n	无	2.8
3	10.0	20.0	10.0	20.0	20.0	无	2.8
4	20.0	10.0	10.0	20.0	20.0	5滴Fe₂(SO₄)₃	0.6

（1）已知：实验1、2的目的是探究H₂O₂浓度对H₂O₂+2H⁺+2I^—→2H₂O+I₂反应速率的影响。实验2中m= ，n= 。
（2）已知，I₂与X反应时，两者物质的量之比为1∶2。按面表格中的X和KI的加入量，加入V（H₂O₂）>________，才确保看到蓝色。
（3）实验1，浓度c(X)~ t的变化曲线如图，若保持其它条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出实验3、实验4，c(X)~ t的变化曲线图（进行相应的标注）。

（4）实验3表明：硫酸铁能提高反应速率。催化剂能加快反应速率是因为催化剂 (填“提高”或“降低”)了反应活化能。
（5）环境友好型铝—碘电池已研制成功，已知电池总反应为：2Al（s）+3I₂（s）

2AlI₃（s）。含I^—传导有机晶体合成物作为电解质，该电池负极的电极反应为：______________________________，充电时Al连接电源的___________极。

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科目：高中化学 来源： 题型：计算题

（1）N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H=－94.4kJ·mol^－1。恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图示。

①在1L容器中发生反应，前20min内，v(NH₃)=         ，放出的热量为        ；
②25min时采取的措施是                                     ；
③时段III条件下，反应的平衡常数表达式为                （用具体数据表示）。
（2）电厂烟气脱氮的主反应①：4NH₃(g)+6NO(g)5N₂(g)+6H₂O(g)   △H<0，副反应②：2NH₃(g)+8NO(g)5N₂O(g)+3H₂O(g) △H＞0。平衡混合气中N₂与N₂O含量与温度的关系如右图。请回答：在400K～600K时，平衡混合气中N₂含量随温度的变化规律是                                                          ，导致这种规律的原因是                                                 （任答合理的一条原因）。

（3）直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质的。电池反应为：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，则负极电极反应式为                                   。

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

控制变量法是研究化学变化规律的重要思想方法。请仔细观察下表中50ml稀盐酸和1g碳酸钙反应的实验数据：

实验序号	碳酸钙状态	c(HCl)/mol·L^-1	溶液温度/^oC		碳酸钙消失时间/s
实验序号	碳酸钙状态	c(HCl)/mol·L^-1	反应前	反应后	碳酸钙消失时间/s
1	粒状	0．5	20	39	400
2	粉末	0．5	20	40	60
3	粒状	0．6	20	41	280
4	粒状	0．8	20	40	200
5	粉末	0．8	20	40	30
6	粒状	1．0	20	40	120
7	粒状	1．0	30	50	40
8	粒状	1．2	20	40	90
9	粒状	1．2	25	45	40

分析并回答下列问题：
（1）本反应属于__________反应(填“吸热”或“放热”)，反应的离子方程式_____________。
（2）实验6和7表明，___________对反应速率有影响，__________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_____________(填实验序号)。
（3）根据实验1、3、4、6、8可以得出条件对反应速率的影响规律是_____________________。
（4）本实验中影响反应速率的其它因素还有________________，能表明这一规律的实验序号是1、2与____________。

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

草酸（H₂C₂O₄）溶液与酸性KMnO₄溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快。某学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设，并设计了一系列实验进行探究。
实验Ⅰ：在2支试管中分别加入5 mL等浓度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支试管中先加入少量MnSO₄固体再各加入5滴0.1 mol·L^-1KMnO₄溶液。记录溶液褪色时间，如表1：

试管	未加MnSO₄的试管	加有MnSO₄的试管
褪色时间	30 s	2 s

［表1］
实验Ⅱ：另取2支试管分别加入5 mL等浓度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支试管中先加入10滴稀硫酸，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。记录溶液褪色时间，如表2：

试管	未滴加稀硫酸的试管	滴加了稀硫酸的试管
褪色时间	100 s	90 s

［表2］
实验Ⅲ：另取3支试管分别加入5 mL等浓度H₂C₂O₄溶液，然后在试管中先分别加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液，再各加入5滴0.1 mol·L^-1KMnO₄溶液，然后置于温度为65℃的水浴中加热。记录溶液褪色时间，如表3：

试管	滴入10滴稀硫酸的试管	加入1 mL稀硫酸的试管	加入2 mL稀硫酸的试管
褪色时间	70 s	100 s	120 s

［表3］
（1）实验Ⅰ得出的结论是_____。
（2）比较实验Ⅱ、Ⅲ得出的结论正确的是：_____。[来
①温度对该反应速率有影响
②硫酸对草酸和KMnO₄溶液的反应有影响
③加入少量硫酸，可促进草酸和KMnO₄溶液反应，而加入大量硫酸，反应速率比较小
④在酸性范围内，pH值越小对反应越有利[
（3）写出草酸溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式：____。实验室利用该反应标定未知浓度H₂C₂O₄溶液，滴定终点的现象是：溶液颜色_____，且30 s不改变。滴定完成后仰视读取KMnO₄溶液体积会导致测得H₂C₂O₄溶液的浓度____（选填：偏大、偏小、无影响）。
（4）有同学根据查阅的资料提出KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反应历程为：

上述实验中，实验_____可证明这个历程是可信的。

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科目：高中化学 来源： 题型：单选题

常温下，Na₂CO₃溶液中存在平衡：CO₃²^－+H₂OHCO₃^－+OH^－，下列有关该溶液的说法正确的是

A．离子浓度：c(Na⁺)>c(CO₃²^－)>c(OH^－)>c(H⁺)	B．升高温度，平衡向右移动
C．滴入CaCl₂浓溶液，溶液的pH增大	D．加入NaOH固体，溶液的pH减小

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