Question

(13分)《华北电力大学学报：社会科学版》2014年第2期的文章《欧盟暂停征收航空碳排放税的法律思考》，该文章从欧盟暂停征收航空碳排放税的背景人手，分析了欧盟征收航空碳排放税的争议焦点所在，最后对欧盟暂停征收航空碳排放税进行了评析，并提出征收航空碳排放税是未来趋势的观点，希望在反对声中换一个视角来阐述征收航空碳排放税对于环境保护、技术革新和国际法的促进作用。

（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质)，这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：

____C＋____KMnO₄＋____H₂SO₄→____CO₂↑＋____MnSO₄＋____K₂SO₄＋____H₂O

（2）活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)，生成气体E和F。当温度分别在T₁和T₂时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

上述反应T₁℃时的平衡常数为K₁，T₂℃时的平衡常数为K₂。

①计算K₁=        。

②根据上述信息判断，温度T₁和T₂的关系是(填序号)           。

a．T₁大于T₂       b．T₁小于T₂      c.无法比较

（3）工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：

CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)          ΔH＝－41 kJ/mol

已知：2H₂O (g)  =  2H₂ (g)＋O₂ (g)  ΔH＝＋484 kJ/mol，

①写出CO完全燃烧生成CO₂的热化学方程式：                         。

②某温度下，在一容积可变的容器中， CO转化生成CO₂的反应达到平衡时， CO、O₂和CO₂的物质的量分别为4 mol、2 mol、和4 mol.保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是：

A．均增加1 mol    B．均加倍     C．均减少1 mol     D．均减半

（4）现以CO、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成的燃料电池，采用电解法制备高铁酸盐Na₂FeO₄的装置如图所示。其中Y为CO₂。

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式                                  。

写出电解池中生成FeO₄^{2 －}的电极反应式为                                  。

Answer

(13分)

（1）5、4、6、5、4、2、6

（2）① 0.5625(9/16) ② c

（3）①2CO(g)＋O2(g) = 2CO2(g) H = -566 kJ/mol ② A

（4）CO＋CO32 －－2e－ = 2CO2 Fe-6e－＋8OH－= FeO42 －＋4H2O

【解析】

试题分析：（1）高猛酸钾与碳反应，锰元素的化合价由＋7价降低到＋2价，降低5价，C元素的化合价由0价升高到＋4价，升高4价，根据化合价升降相等，碳和CO2 前的系数为5，高锰酸钾和硫酸镁前的系数为4，再根据原子守恒配平，该反应的化学方程式为5C＋4KMnO4＋6H2SO4=5CO2↑＋4MnSO4＋2K2SO4＋6H2O。

（2）①根据C＋2NO=N2＋CO2 ，K1=(0.015×0.015)÷(0.020×0.020)=0.5625；②该反应无法确定是放热反应还是吸热反应，因此由题给信息难以确定温度T1和T2的关系，选c。

（3）①根据盖斯定律，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) H＝－41 kJ/mol 、2H2O (g) = 2H2 (g)＋O2 (g) ΔH＝＋484 kJ/mol，一式×2-二式得(－41 kJ/mol ×2—484 kJ/mol =-566 kJ/mol ，则CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g) = 2CO2(g) H = -566 kJ/mol；

②某温度下，在一容积可变的容器中， CO转化生成CO2的反应达到平衡时， CO、O2和CO2的物质的量分别为4 mol、2 mol、和4 mol，根据等效平衡理论，相当于只加入8 mol CO2，保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整A．均增加1 mol，相当于在加入10 mol CO2 的基础上再加入0.5 mol氧气，平衡正向移动，正确；B．均加倍，平衡不移动，错误；C．根据上述分析，均减少1 mol，平衡逆向移动，错误；D．均减半，平衡不移动，错误；选A。

（4）CO、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，CO失电子做负极，与CO32 －反应生成CO2 ，则石墨I电极上发生反应的电极反应式为CO＋CO32 －－2e－ = 2CO2 ；Fe电极与原电池正极相连，做阳极，失电子生成FeO42 －，化合价由0价升高到＋6价，失6个电子，再根据电荷守恒和原子守恒配平，则电解池中生成FeO42 －的电极反应式为Fe-6e－＋8OH－= FeO42 －＋4H2O。

考点：考查氧化还原反应的配平，热化学方程式的书写，化学平衡常数的计算与比较，电解的应用。