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    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一种值得期待的新的生活方式，请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质．
    （1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：
     
    C+
     
    K2Cr2O7+
     
    ═
     
    CO2↑+
     
    K2SO4+
     
    Cr2（SO4）3+
     
    H2O
    请完成并配平上述化学方程式．其中氧化剂是
     
    ，氧化产物是
     

    （2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
    ①已知：CO(g)+
    1
    2
    O2(g)=CO2(g)    △H2=-283kJ?mol-1
    H2(g)+
    1
    2
    O2(g)=H2O(g)    △H3=-242kJ?mol-1
    则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为
     
    ；精英家教网
    ②在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律．如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系．
    请回答：
    ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
     

    ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平衡常数K=
     
    ．
    ③在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度（mol?L-1）变化如下表所示：
    0min 5min 10min
    CO 0.1 0.05
    H2 0.2 0.2
    CH3OH 0 0.04 0.05
    若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是
     
    ；且该条件所改变的量是
     
    ．
    分析：（1）反应中C元素的化合价由0升高为+4价，Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，结合质量守恒定律以此配平；
    得电子化合价降低的反应物是氧化剂，失电子化合价升高的反应物是还原剂，还原剂对应的产物是氧化产物；
    （2）①根据盖斯定律和题中热化学方程式写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳的热化学方程式；
    ②根据K=
    c(CH3OH)
    c(CO)．c2(H2)
    ；
    ③根据5min和10min时各物质浓度的变化来确定改变条件．
    解答：解：（1）反应中C元素的化合价由0升高为+4价，Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，由电子守恒可知，C的化学计量数为3，K2Cr2O7的化学计量数为2，由质量守恒定律可知，配平后的化学反应为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2+2K2SO4+2Cr2（SO4）3+8H2O，Cr元素的化合价降低，则K2Cr2O7为氧化剂，C元素的化合价升高，则CO2为氧化产物，
    故答案为：3；2；8H2SO4；3；2；2；8；K2Cr2O7；CO2；   
    （2）①根据反应①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；△H1=-116kJ?mol-1，
    ②CO（g）+
    1
    2
    O2（g）═CO2（g）△H2=-283kJ?mol-1，
    ③H2（g）+
    1
    2
    O2（g）═H2O（g）△H3=-242kJ?mol-1，
    根据盖斯定律：①-②-③×2得：CH3OH（g）+
    3
    2
    O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-651kJ?mol-1，
    故答案是：CH3OH（g）+
    3
    2
    O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-651kJ?mol-1；
    ②ⅰ）根据该反应为放热反应，温度越高CO的转化率越小，所以曲线Z为270℃，
    故答案为：270℃；
    ⅱ）起始时CO的物质的量均为1mol，根据氢气和一氧化碳的物质的量之比知，氢气的物质的量为1.5mol，
    一氧化碳的转化率为50%，所以参加反应的CO的物质的量是0.5mol，氢气参加反应的物质的量是1mol，剩余氢气的物质的量是0.5mol，剩余CO的物质的量是0.5mol，生成甲醇的物质的量是0.5mol，c（CO）=n（H2）=n（CH3OH）=0.5mol/L，K=
    0.5
    0.5×(0.5)2
    L2/mol2=4L2/mol2，
    故答案为：4 L2/mol2；
    ③反应达到平衡时，根据反应方程式知各物理量之间的关系式知，c（CO）=0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，
    C（H2）=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L，10min时，c（CO）减小，c（H2）增大，c（CH3OH）增大，
    则平衡向正反应方向移动，但氢气浓度增大，所以改变的物理量是增大了氢气的浓度，氢气浓度增大了0.2mol/L-0.12mol/L+0.02mol/L=0.1mol/L，
    故答案为：增大H2的浓度；增大了0.1 mol?L-1．
    点评：本题考查了化学平衡移动原理、盖斯定律、氧化还原反应的配平等知识点，氧化还原反应根据得失电子相等进行配平即可，难点化学平衡移动的分析，要结合浓度该变量来确定改变条件，难度中等．
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛．
    （1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活．
    已知 ①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214.6kJ?mol-1
    ②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ?mol-1
    则反应CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）的△H=
    -890.3 kJ?mol-1
    -890.3 kJ?mol-1
    ．
    （2）若用石墨做电极电解500ml饱和食盐水，写出电解反应的离子方程式为：
    2Cl-+2H2O
     通电 
    .
     
    H2↑+Cl2↑+2OH-
    2Cl-+2H2O
     通电 
    .
     
    H2↑+Cl2↑+2OH-
    ，电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12L（不考虑气体的溶解）．停止通电，假设反应前后溶液体积不变，则所得溶液的pH=
    13
    13
    ．
    （3）0.10mol/L硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu2+）=
    2.2×10-8
    2.2×10-8
    mol?L-1（Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）．
    （4）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），得到如表三组数据：
    实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所
    需时间/min
    H2O CO CO2 CO
    1 650 2 4 1.6 2.4 5
    2 900 1 2 0.4 1.6 3
    3 900 a b c d t
    ①实验1中以υ（H2） 表示的反应速率为
    0.16 mol/（L?min）
    0.16 mol/（L?min）
    ．
    ②实验2中的平衡常数是
    0.17
    0.17
     （计算结果保留两位小数）．
    ③该反应的正反应为
    放
    放
    （填“吸”或“放”）热反应．
    ④若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），则a、b应满足的关系是
    b=2a
    b=2a
     （用含a、b的数学式表示）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2013?通州区二模）碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式．
    （1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
    ①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ/mol
    C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol
    则CO还原Fe2O3的热化学方程式为
    Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol
    Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol
    ；
    ②氯化钯（PdCl2）溶液常被应用于检测空气中微量CO．PdCl2被还原成单质，反应的化学方程式为
    PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl
    PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl
    ；
    （2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入C3H8和O2构成丙烷燃料电池．
    ①负极电极反应式是：
    C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O
    C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O
    ；
    ②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．下列说法中正确的是
    ABD
    ABD
    （填序号）
    A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
    B．可以用NaCl溶液作为电解液
    C．A、B两端都必须用铁作电极
    D．阴极发生的反应是：2H++2e-=H2↑
    （3）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
    H2O CO CO2
    1 650 2 4 1.6 5
    2 900 1 2 0.4 3
    3 900 1 2 0.4 1
    ①该反应的正反应为
    放热
    放热
    （填“吸”或“放”）热反应；
    ②实验2中，平衡常数K=
    1
    6
    1
    6
    ；
    ③实验3跟实验2相比，改变的条件可能是
    使用了催化剂；加大了压强
    使用了催化剂；加大了压强
    （答一种情况即可）；
    （4）将2.4g碳在足量氧气中燃烧，所得气体通入100mL 3.0mol/L的氢氧化钠溶液中，完全吸收后，溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序
    c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）
    c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2010?顺义区一模）近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛．
    （1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活．
    已知 ①2CH4（g）+3O2（g）=2CO （g）+4H2O（l）△H1=-1214.6KJ/mol
    ②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ/mol
    则反应CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O （l） 的△H=
    -890.3KJ/mol
    -890.3KJ/mol
    ．
    （2）将两个石墨电极插人KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池．通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；通入O2的一极，其电极反应式是
    O2+4e_+2H2O=4OH-
    O2+4e_+2H2O=4OH-
    ．
    （3）若用石墨做电极电解500ml饱和食盐水，写出电解反应的离子方程式为：
    2Cl-+2H2O
     通电 
    .
     
    H2↑+Cl2↑+2OH-
    2Cl-+2H2O
     通电 
    .
     
    H2↑+Cl2↑+2OH-
    ；电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12L（不考虑气体的溶解）．停止通电，假设反应前后溶液体积不变，则所得溶液的pH=
    13
    13
    ．
    （4）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
    H2O CO CO2 CO
    1 650 2 4 1.6 2.4 5
    2 900 1 2 0.4 1.6 3
    3 900 a b c d t
    ①实验1中以υ（H2） 表示的反应速率为
    0.16mol?（L?min）-1
    0.16mol?（L?min）-1
    ．
    ②实验2中的平衡常数是
    0.17
    0.17
     （计算结果保留两位小数）．
    ③该反应的正反应为
    放
    放
    （填“吸”或“放”）热反应．
    ④若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），则a、b应满足的关系是
    b=2a＞l（或a＞0.5，b=2a；或b＞1，b=2a）
    b=2a＞l（或a＞0.5，b=2a；或b＞1，b=2a）
     （用含a、b的数学式表示）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式．
    （1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活．
    已知：
    ①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214kJ/mol
    ②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ/mol
    则表示甲烷燃烧热的热化学方程式
    CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1
    CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1
    ．
    （2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池．其负极电极反应式是：
    CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
    CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
    ．
    （3）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．下列说法中正确的是
    BD
    BD
    （填序号）
    A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
    B．可以用NaCl溶液作为电解液
    C．A、B两端都必须用铁作电极
    D．阴极发生的反应是：2H++2e-=H2↑
    （4）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）
    高温
    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
    H2O CO CO2
    1 650 2 4 1.6 5
    2 900 1 2 0.4 3
    3 900 1 2 0.4 1
    ①实验1中，以v （H2）表示的平均反应速率为
    0.16mol/（L?min）
    0.16mol/（L?min）
    ．
    ②实验3跟实验2相比，改变的条件可能是
    使用了催化剂（或加大了压强）
    使用了催化剂（或加大了压强）
    （答一种情况即可）．

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