Question

“低碳循環”引起世界各國的高度關注，而如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發利用CO₂，更是引起了全世界的普遍重視。
（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），這種顆粒可用如下氧化法提純，請配平該反應的化學方程式：（將化學計量數按順序填在答題卷上）
___C＋____KMnO₄＋____H₂SO₄→___CO₂↑＋____MnSO₄＋____K₂SO₄＋___H₂O
（2）將不同最的CO（g）和H₂O（g）分別通人到容積為2L的恒容密閉容器中，進行如下反應：
CO（g）+H₂O（g） CO₂（g）+H₂（g）   得到表中三組數據

實驗	溫度℃	起始量/mol		平均量/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
3	900	a	b	c	d	t

 
①實驗1中以v （CO₂）表示的反應速率為____（取二位小數，下同）。
②實驗3條件下，反應物和生成物的起始量、平衡量都不知道，欲計算該條件下的化學平衡常數可以利用實驗____的數據進行，其K=____。
（3）已知在常溫常壓下：
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
寫出甲醇（CH₂OH）不憲全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式_          。

Answer 1

（12分）（1）5、4、6、5、4、2、6（3分）
（2）①0.13mol/（L?min）（2分）；②2（2分）；0.17（2分）
（3）CH₃OH(l)+O₂(g)＝CO(g)+2H₂O(l)  △H＝－442.8KJ/mol（3分）

試題分析：（1）根據反應的化學方程式可知，碳元素化合價由0價升高到＋4價，失去4個電子。Mn元素化合價由＋7價降低為＋2價，得到5個電子，最小公倍數為20，所以C的系數為5，KMnO₄系數為4，結合原子守恒配平后方程式為5C＋4KMnO₄＋6H₂SO₄＝5CO₂↑＋4MnSO₄＋2K₂SO₄＋6H₂O。
（2）①由表中數據可知，6min平衡時H₂的物質的量為1.6mol，濃度＝1.6mol÷2L＝0.8mol/L，所以v（H₂）＝＝0.13mol/（L?min）。又因為反應速率之比等于化學計量數之比，故v（CO₂）＝v（H₂）＝0.13mol/（L?min）。
②由于平衡常數只與溫度有關系，所以欲計算900℃時該反應的平衡常數，則可以利用第2組實驗中的數據。平衡時CO的物質的量為1.6mol，則：
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)
起始量（mol）  2      1        0       0
轉化量（mol） 0.4    0.4      0.4      0.4
平衡量（mol） 1.6    0.6      0.4      0.4
該反應前后氣體體積不變，故利用物質的量代替濃度計算平衡常數，所以900℃時該反應平衡常數K＝
＝＝0.17。
（3）根據蓋斯定律可知，①－②＋③×4即得到反應2CH₃OH(l)＋2O₂(g)＝2CO(g)＋4H₂O(l)，所以該反應的反應熱△H＝－1275.6kJ/mol＋566.0kJ/mol－44.0kJ/mol×4＝－885.6KJ/mol，所以該反應的熱化學方程式是CH₃OH(l)+O₂(g)＝CO(g)+2H₂O(l)  △H＝－442.8KJ/mol。