（8分）已知1mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體，放出283KJ熱量，1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286KJ熱量，1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890KJ熱

（1）寫出H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式                                        。

（2）若1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸汽，放出熱量    890KJ（填“=”、“>”“<”）

（3）若將a mol CH4，CO，H2混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和液態(tài)水，則放出熱量（Q）的取值范圍是        。

（4）若將a mol CH4，CO，H2混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和液態(tài)水，且CO2和H2O物質(zhì)的量相等，則放出熱量（Q）的取值范圍是                             。

 

【答案】

⑴ H2(g) ＋1/2O2(g) ＝H2O(l)；△H＝－286kJ·mol－1

⑵ <     ⑶ 283a kJ < Q <890a kJ       ⑷ 284.5a kJ < Q < 586.5a kJ

【解析】（1）燃燒熱是在一定條件下1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量

（2）參照下圖：

（3）由題給數(shù)據(jù)，三氣體各為1 mol完全燃燒放出的熱量最大為890kJ，最少為283kJ。

（4）生成的CO2和液態(tài)H2O的物質(zhì)的量相等，可用極值假設(shè)分析，有以下幾種可能

①若無(wú)CO，生成的CO2和液態(tài)H2O的物質(zhì)的量不可能相等，故不合題意

②若無(wú)H2， CO和CH4各為a/2摩爾符合題意 ，放出的熱量（Q）=a/2（283+890）=586.5aKJ

③若無(wú)CH4 ，可能CO和H2各為a/2摩爾符合題意，放出的熱量（Q）=a/2（283+286）=284.5akJ ，

若只有一種氣體均不可能 ；

綜合信息可知：放出的熱量（Q）的取值范圍為：284.5aKJ<Q<586.5aKJ

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2010?南通模擬）利用焦炭或天然氣制取廉價(jià)的CO和H2，再用于有機(jī)合成是目前工業(yè)生產(chǎn)的重要途徑．回答下列問(wèn)題：
（1）甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+H2O═CO+3H2．部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：
物  質(zhì) 燃燒熱（kJ?mol-1）
H2（g） -285.8
CO（g） -283.0
CH4（g） -890.3
已知1mol H2O （g）轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O（l）時(shí)放出44.0kJ熱量．則CH4和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成1mol H2的反應(yīng)熱為
+68.7kJ/mol
+68.7kJ/mol
．
（2）用CO和H2在一定條件下合成甲醇：CO+2H2?CH3OH．工業(yè)上采用稍高的壓強(qiáng)（5MPa）和250℃，其可能原因是
從平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度低，甲醇的產(chǎn)率高，但反應(yīng)速率慢，經(jīng)濟(jì)效益低；又因?yàn)樵摲磻?yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，采用稍高的壓強(qiáng)有利于提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
從平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度低，甲醇的產(chǎn)率高，但反應(yīng)速率慢，經(jīng)濟(jì)效益低；又因?yàn)樵摲磻?yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，采用稍高的壓強(qiáng)有利于提高原料氣的轉(zhuǎn)化率
．
反應(yīng)溫度/℃ 平衡常數(shù) 反應(yīng)溫度/℃ 平衡常數(shù)
0 667.30 200 1.909×10-2
100 12.92 300 2.42×10-4
（3）1，3-丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1，3-丙二醇的路線如下：
CH2=CH2HOCH2CH2CHO HOCH2CH2CH2OH
某化工廠已購(gòu)得乙烯11.2t，考慮到原料的充分利用，反應(yīng)②、③所需的CO和H2可由以下兩個(gè)反應(yīng)獲得：
C+H2O
 高溫 
.
 
 CO+H2     CH4+H2O 
 高溫 
.
 
CO+3H2
假設(shè)在生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)①、②、③中各有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率均為100%．且反應(yīng)②中CO和H2、反應(yīng)③中H2的轉(zhuǎn)化率都為80%，計(jì)算至少需要焦炭、甲烷各多少噸，才能滿足生產(chǎn)需要？
需要焦炭3.0 t、甲烷4.0 t
需要焦炭3.0 t、甲烷4.0 t
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理方法具有重要意義．
（1）處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S．
已知：①CO（g）+
12
O2（g）=CO2（g）△H=-283.0KJ?mol-1
②S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-296.0KJ?mol-1
此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H1=-270KJ?mol-1
2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H1=-270KJ?mol-1
．
（2）氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要?dú)怏w．已知：
①CO（g）+NO2（g）=NO（g）+CO2（g）△H=-a KJ?mol-1（a＞0）
②2CO（g）+2NO （g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-b KJ?mol-1（b＞0）
若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下 3.36L CO還原NO2至N2（CO完全反應(yīng)）的整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
0.3
0.3
mol，放出的熱量為
3（2a+b）/80
3（2a+b）/80
KJ（用含有a和b的代數(shù)式表示）．
（3）用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574KJ?mol-1①
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=？②
若1mol CH4還原NO2至N2整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為867KJ，則△H2=
-1160KJ/mol
-1160KJ/mol
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2011-2012學(xué)年陜西省寶雞中學(xué)高一下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷（帶解析） 題型：填空題

（10分）“西氣東輸”是西部開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)工程，這里的氣體是指天然氣，其主要成分是甲烷。工業(yè)上將碳與水在高溫下反應(yīng)制得水煤氣，水煤氣的主要成分是CO和H2，兩者的體積比約為1:1。已知1mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283kJ熱量，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量；1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。
（1）寫出H2完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：_________________________，若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，放出的熱量________890kJ（填“＞”、“＝”或“＜”）
（2）忽略水煤氣中其它成分，相同狀況下若得到相等的熱量，所需水煤氣與甲烷的體積比約為_(kāi)_______；燃燒生成的CO2的質(zhì)量比約為_(kāi)_______________。
（3）以上數(shù)據(jù)和計(jì)算說(shuō)明，以天然氣代替水煤氣作民用燃料，突出的優(yōu)點(diǎn)是________________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2014屆陜西省高一下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

（10分）“西氣東輸”是西部開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)工程，這里的氣體是指天然氣，其主要成分是甲烷。工業(yè)上將碳與水在高溫下反應(yīng)制得水煤氣，水煤氣的主要成分是CO和H2，兩者的體積比約為1:1。已知1mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283kJ熱量，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量；1molCH4 氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。

（1）寫出H2完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：_________________________，若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，放出的熱量________890kJ（填“＞”、“＝”或“＜”）

（2）忽略水煤氣中其它成分，相同狀況下若得到相等的熱量，所需水煤氣與甲烷的體積比約為_(kāi)_______；燃燒生成的CO2 的質(zhì)量比約為_(kāi)_______________。

（3）以上數(shù)據(jù)和計(jì)算說(shuō)明，以天然氣代替水煤氣作民用燃料，突出的優(yōu)點(diǎn)是________________。

 

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

“西氣東輸”是西部開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)工程，這里的氣是指天然氣，其主要成分是甲烷。工業(yè)上將碳與水在高溫下反應(yīng)制得水煤氣，水煤氣的主要成分是CO和H2，二者的體積比為1∶1。已知1mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283kJ熱量：1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量；1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。

（1）寫出氫氣完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式 　　　　　　　　　　　　　　　　

（2）若1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，放出的熱量　　 890kJ

（填＞、＝、＜）

（3）忽略水煤氣中其他成分，相同狀況下若得到相等的熱量，所需水煤氣與甲烷的體積比約為　　　　　 ；燃燒生成的CO2的質(zhì)量比約為　　　　 。（最簡(jiǎn)整數(shù)比）

（4）關(guān)于用水制取氫氣，以下研究方向正確的是　　　　 。

A．構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此可以研究在不分解水的前提下，使水中的氫成為能源

B．設(shè)法聚集太陽(yáng)光產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣

C．尋找高效催化劑，使水較容易分解

D．尋找和制造特殊的化學(xué)物質(zhì)，用于開(kāi)發(fā)廉價(jià)能源，以分解水制取氫氣

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同步練習(xí)冊(cè)答案