Question

（15分）“低碳循環(huán)”已引起各國家的高度重視，而如何降低大氣中CO₂的含量和有效地開發(fā)利用CO₂正成為化學家研究的主要課題。
(l)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(zhì)），這種顆粒可用如下氧化法提純，請完成該反應的化學方程式：

（2）將不同量的CO(g)和H₂O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應，得到如下兩組數(shù)據(jù)：

①實驗2條件下平衡常數(shù)K= __________。
②實驗3，若900℃時，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均為1mol，則此時
____________（填“<”，“>”，“=”）。
③由兩組實驗結(jié)果，可判斷該反應的正反應△H_____________0（填“<”，‘‘>”，“=”）。
（3）己知在常溫常壓下：

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：________________________

①已知該反應的△H>0，簡述該設想能否實現(xiàn)的依據(jù)：________。
②目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，其化學反應方程式為__________。
（5）CO₂在自然界循環(huán)時可與CaCO₃反應，CaCO₃是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=2.8× 10。CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，現(xiàn)將等體積的CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的濃度為1×10mol/L，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為__________mol/L。

Answer 1

（1）5、4、6、5、4、2、6；（2）①0.17；②<；③<；
（3）CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l)  ?H= -442.8KJ/mol；
（4）①該反應是焓增、熵減的反應，任何溫度下均不能自發(fā)進行；②2CO+2NO2CO₂+N₂；
（5）1.12×10^-4

試題分析：(l)該反應是氧化還原反應。根據(jù)氧化還原反應中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目與化合價升降總數(shù)相等可得該反應的方程式，配平為5C+4KMnO₄+6H₂SO₄=5CO₂↑+4MnSO₄+2K₂SO₄+6H₂O；（2） ①實驗2條件下平衡常數(shù)=0.17。②實驗3，若900℃時，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均為1mol，由于生成物的濃度增大的多于反應物增大的濃度，因此在此時<。③在實驗1條件下平衡常數(shù)可見升高溫度，化學平衡常數(shù)減小。說明升高溫度，平衡逆向移動。根據(jù)平衡移動原理。升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動。逆反應方向為吸熱反應，實驗正反應為放熱反應。因此該反應的正反應△H<0。（3） （①－②）÷2+③×2，整理可得CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l)  ?H= -442.8KJ/mol；①由已知條件可知：該反應是焓增、熵減的反應，所以在任何溫度下均不能自發(fā)進行；②目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，使其轉(zhuǎn)化為無毒的大氣的成分。該反應的化學反應方程式為2CO+2NO2CO₂+N₂；（5） Ksp=c(Ca²⁺)·c(CO₃^2-)=2.8×10.由于溶液等體積混合后離子的濃度都減小一半，混合后c(CO₃^2-)=5×10^-5mol/L，所以Ca²⁺離子濃度的最小值是1/2c(Ca²⁺)×1/2×1×10≥2.8×10.解得c(Ca²⁺)≥1.12×10^-4mol/L。