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在上述方程式上用单线桥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是 。
②由MgO可制成“镁-次氯酸盐”电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为 。
图1 图2 图3
(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)CH3OH(g) +H2O(g) △H
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φ(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△H 0(填“>”“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,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KⅠ KII(填“>” “<”或“=”)。
2SO2+O22SO3的平衡体系中,加入由18O构成的氧气,当平衡发生移动后,SO2中18O含量______________(填“增加”“减少”或“不移动”),其原因是____________________。
在恒温、恒容的密闭容器中发生反应:N2O4(g)====2NO2(g)。
(1)20 s内N2O4的浓度由0.1 mol·L-1降至0.06 mol·L-1,则v(NO2)="_______________" mol·(L·min)-1。
(2)若使N2O4的浓度继续由0.06 mol·L-1降至0.036 mol·L-1,若近似用(1)所求得的反应速率计算,后一段反应所需的时间t1为____________ s。
(3)后一段反应实际消耗时间t2____________t1(填“=”“<”或“>”)。
取a mol A和b mol B置于V L容器内,发生可逆反应:a A(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),1 min后,测得A的浓度为x mol·L-1,这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示,应为____________________________________________________________________。
对于反应:4FeS2+11O2====2Fe2O3+8SO2,当生成SO2的速率为0.4 mol·L-1·s-1时,O2的减少速率为______________,测得4 s 后,O2的浓度为2.8 mol·L-1,则O2的起始浓度为________________。
一个5 L的容器里,盛入8.0 mol某气态反应物,5 min 后测得这种气态反应物还剩余6.8 mol,这种反应物的化学反应速率为___________mol·(L·min)-1。