Question

（13分）“低碳循環(huán)”引起各國(guó)的高度重視，而如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO₂，引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題。
(1)用電弧法合成的儲(chǔ)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(qǐng)完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式：
___ C+ ___ KMnO₄+   H₂SO₄ ＝ ____CO₂↑+ ____MnSO₄ + ____K₂SO₄+      
(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(jìn)行反應(yīng)
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下二組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3

①實(shí)驗(yàn)1中以v(CO₂)表示的反應(yīng)速率為         （保留小數(shù)點(diǎn)后二位數(shù)，下同）。
②實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K=_________，該反應(yīng)為     （填“吸”或“放”）熱反應(yīng)。
(3)已知在常溫常壓下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH ＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH ＝－566.0 kJ／mol
③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH ＝－44.0 kJ／mol
寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：
                                         。   
⑷某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)如右圖所示的電池裝置。

①該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為：               。
②該電池工作時(shí)，溶液中的OH^－向______極移動(dòng)。

Answer 1

（1）5 C + 4KMnO₄ + 6 H₂SO₄ ＝ 5CO₂↑+ 4MnSO₄ + 2K₂SO₄+ 6H₂O （2分）
⑵①0.13mol/(L·min) (2分)  
②0.17（2分）    放（2分）
（3）CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（g）ΔH=-709.6KJ/mol（2分）（答案錯(cuò)誤）
（4）①CH₃OH+8OH^— —6e^-=CO₃^2-+6 H₂O（2分）
　　�、谪�(fù)（1分）

本題為理論考查題，考查到氧化還原理論（配平）、化學(xué)平衡理論、熱化學(xué)以及電化學(xué)相關(guān)知識(shí)和計(jì)算。（1）關(guān)鍵搞清楚化合價(jià)的變化情況：C從0→+4，升高4價(jià)，Mn從+7→+2，降低5價(jià)，取最小公倍數(shù)20進(jìn)行配平。（2）v(CO₂)= v(CO)==0.13 mol/(L·min)，

	第一組				第二組
	CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)				CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
始態(tài)mol	4.0	2.0	0	0	2.0	1.0	0	0
反應(yīng)mol	1.6	1.6	1.6	1.6	0.4	0.4	0.4	0.4
終態(tài)mol	2.4	0.4	1.6	1.6	1.6	0.6	0.4	0.4
濃度 mol/L	1.2	0.2	0.8	0.8	0.8	0.3	0.2	0.2

K₁===2.67；K₂===0.17；升高溫度，K減小，說(shuō)明平衡向逆向移動(dòng)，逆向吸熱。（3）運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行解答，首先寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式④：CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(g)；④=(①-②)，ΔH=(-1275.6-(-566.0))=-354.8KJ/mol；（4）為燃料電池，燃料為負(fù)極，故甲醇發(fā)生反應(yīng)，CH₃OH+8OH^--6e^-=CO+6 H₂O；原電池中陰離子向負(fù)極運(yùn)動(dòng)。