(6分)已知1 molCO氣體完全燃燒生成CO2 氣體放出283 kJ熱量;1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286 kJ熱量;1 molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890 kJ熱量。
(1)若1 molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,放出熱量為 890 kJ(填“>”、 “<”、“= ”)。
(2)若將a molCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒,生成 CO2氣體和液態(tài)水時,則放出熱量(Q)的取值范圍是 。
(3)若將a molCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒,生成 CO2氣體和液態(tài)水,且CO2和水的物質(zhì)的量相等時,則放出熱量(Q)的取值范圍是___________________________。
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(12分)合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的途徑,對化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響。合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)3NH3(g) ,△H=-92.2kJ/mol。合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。我國合成氨工業(yè)目前的生產(chǎn)條件為:催化劑-鐵觸媒,溫度-400~500℃,壓強-30~50MPa。回答下列問題:
(1) 合成氨工業(yè)中原料氣壓縮到30~50MPa的原因是 。從平衡移動原理分析,低溫有利于原料氣的轉(zhuǎn)化,實際生產(chǎn)中采用400~500℃的高溫,原因之一是考慮到催化劑的催化活性,原因之二是 。
(2) 500℃、50MPa時,在容積為VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K1,此時N2的轉(zhuǎn)化率為x。則K1和x的關(guān)系滿足K1= 。若溫度為400℃,平衡常數(shù)為K2,則K1 K2(填“<”、“=”或“>” )
(3) 甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g); △H kJ·mol-1。
又已知:H2(g) +1/2 O2(g)== H2O(l); △H1=-285.8kJ/mol
CO(g) + 1/2 O2(g)=CO2(g);△H2=-283.0kJ/mol
CH4(g) +2 O2(g)== CO2(g)+ 2H2O(l); △H3=-890.3kJ/mol
H2O(g) == H2O(l); △H4=-44.0kJ/mol
①寫出H2(g)完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式 。
② CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g); △H= kJ/mol
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