Question

歐盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排稅以應對冰川融化和全球變暖，使得對如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發利用碳資源的研究顯得更加緊迫。請運用化學反應原理的相關知識研究碳及其化合物的性質。

（1）近年來，我國儲氫納米碳管研究取得重大進展，用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒（雜質），這種碳納米顆粒可用氧化氣化法提純，其反應的化學方程式為：

__C+__K₂Cr₂O₇+__      →__CO₂↑+ __K₂SO₄ + __Cr₂(SO₄)₃+__H₂O

請完成并配平上述化學方程式。

（2）甲醇是一種新型燃料，甲醇燃料電池即將從實驗室走向工業化生產。工業上一般以CO和H₂為原料合成甲醇，該反應的熱化學方程式為：CO（g）+ 2H₂（g） CH₃OH（g）  △H₁＝－116 kJ·mol^-1

①下列措施中有利于增大該反應的反應速率的是  _______；

A．隨時將CH₃OH與反應混合物分離       B．降低反應溫度

C．增大體系壓強                       D．使用高效催化劑

②已知： △H₂＝－283 kJ·mol^-1

 △H₃＝－242 kJ·mol^-1

則表示1mol氣態甲醇完全燃燒生成CO ₂和水蒸氣時的熱化學方程式為          ；

③在容積為1L的恒容容器中，分別研究在230℃、250℃和270℃三種溫度下合成甲醇的規律。如圖是上述三種溫度下不同的H₂和CO的起始組成比（起始時CO的物質的量均為1mol）與CO平衡轉化率的關系。請回答:

�。┰谏鲜鋈�種溫度中，曲線Z對應的溫度是                   

ⅱ）利用圖中a點對應的數據，計算出曲線Z在對應溫度下CO（g）+ 2H₂（g）  CH₃OH（g）的平衡常數K =              。

 

Answer 1

【答案】

（1）3、2、8H₂SO₄、3、2、2、8

（2）① CD  ②CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(g)△H＝－651 kJ·mol^-1 ③270℃  4

【解析】

試題分析：（2）③此反應為放熱反應，溫度越高，轉化率越低。

CO（g）+ 2H₂（g）  CH₃OH（g）

始（mol·L^－1)    1         1.5           0

轉化（mol·L^－1)  0.5        1            0.5

平衡（mol·L^－1)  0.5       0.5           0.5

K=0.5/0.5×0.5²=4

考點：考查影響化學反應速率的因素等相關知識。