(2012?許昌三模)碳及其化合物的研究具有重要的現(xiàn)實意義.
(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?捎醚趸瘹饣ㄌ峒,其反應的化學方程式為:
3
3
C+
2
2
K
2Cr
2O
7+
8
8
H2SO4
H2SO4
→
3
3
CO
2↑+
2
2
K
2SO
4+
2
2
Cr
2(SO
4)
3+
8
8
H
2O
請完成并配平上述化學方程式.
(2)CO可用于合成甲醇,反應方程式為CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g).
下表所列數(shù)據(jù)是在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K)
溫度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.0 |
0.27 |
0.012 |
①在一定條件下將2mol CO和6mol H
2充入2L的密閉容器中發(fā)生反應,5分鐘后測得c(CO)=0.4mol/L,算此段時間的反應速率(用H
2表示)
0.24
0.24
mol/(L?min);
②由表中數(shù)據(jù)判斷上述合成甲醇反應的△H
<
<
0(填“>”、“<”或“=”)
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(guī)律.如圖是上述三種溫度下不同的H
2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:
(Ⅰ)在上述三種溫度中,曲線Z對應的溫度是
270℃
270℃
;
(Ⅱ)利用圖中a點對應的數(shù)據(jù),計算出曲線Z在對應溫度下CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)的平衡常數(shù)K=
4L2?mol-2
4L2?mol-2
.
④一種燃料電池中發(fā)生的化學反應為:在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳.寫出該電池負極發(fā)生反應的電極方程式
CH3OH+H2O═CO2+6H++6e-
CH3OH+H2O═CO2+6H++6e-
.
(3)CO
2在自然界循環(huán)時可與CaCO
3反應,CaCO
3是一種難溶物質,其K
sp=2.8×10
-9.CaCl
2溶液與Na
2CO
3溶液混合可形成CaCO
3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl
2溶液與Na
2CO
3溶液混合,若Na
2CO
3溶液的濃度為7×10
-4 mol/L,則生成沉淀所需CaCl
2溶液的最小濃度為
1.6×10-5mol/L
1.6×10-5mol/L
.