Question

欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暧，研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用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，其反应的化学方程式为：
___C+___K₂Cr₂O₇+___—___CO₂↑+ ___K₂SO₄+ ___Cr₂(SO₄)₃+___H₂O
①完成并配平上述化学方程式。
②在上述方程式上标出该反应电子转移的方向与数目。
（2）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式________
②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1，该电池反应的离子方程式为_____________________。

（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：
CO₂(g)+3H₂(g)（g）CH₃OH(g)+H₂O(g)  ΔH
①该反应的平衡常数表达式为K_______。
②取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1：3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的 ΔH_____0 (填“>”、“<”或“ =” )。
③在同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线 I、II对应的平衡常数大小关系为K_I_______K_II(填“>”、“<”或“ = ”)。

Answer 1

（1）配平：3  2  8  H₂SO₄  3  2  2  8，电子转移略
（2）①2MgSO₄ + CO2MgO + SO₂ + CO₂ + SO₃
②Mg + ClO^- + H₂O = Cl^- + Mg(OH)₂
（3）①    ②＜  ③＞

试题分析：（1）根据氧化还原反应得失电子守恒，可配平方程式，根据原子守恒可确定所缺反应物为硫酸。
（2）①根据题意，可知CO还原MgSO₄的产物为CO₂、MgO、SO₂、SO₃，依据SO₂、SO₃物质的量相等和氧化还原反应得失电子守恒，可写出方程式。
②根据图1，可知Mg结合OH^－生成Mg（OH）₂，ClO^－和水结合生成Cl^－和OH^－，据此可写出电池反应。
（3）①依据化学平衡常数的概念可直接写出平衡常数的表达式。
②反应温度较低时，反应速率较慢，温度升高，反应速率加快，甲醇含量增加；但随温度升高，甲醇含量逐渐减小，说明升高温度反应逆向移动，逆反应吸热，正反应放热，△H<0。
③根据，可知甲醇物质的量越高，则CO、H₂的物质的量越低，则K越大，因此K_I>K_II。