Question

研究燃料的燃燒和對(duì)污染氣體產(chǎn)物的無害化處理，對(duì)于防止大氣污染有重要意義．
（1）將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料．已知：
H₂ （g）+1/2O₂（g）=H₂O（g）△H=-242.0kJ/mol
C（s）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-110.0kJ/mol
①寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)制H₂和CO的熱化學(xué)方程式

 

．
②已知在101kPa時(shí)，CO、H₂和CH₄的燃燒熱分別為283kJ/mol、286kJ/mol和892kJ/mol．則反應(yīng)CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=

 

kJ/mol．
（2）已知一定溫度和壓強(qiáng)下，由H₂和CO反應(yīng)合成優(yōu)質(zhì)燃料甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-91kJ/mo1
①在相同條件下要想得到182kJ熱量，加入各物質(zhì)的物質(zhì)的量可能是

 

．
A．2mo1CO和4mol H₂　　　　　 
B．2mo1CO、4mol H₂和1mol CH₃OH（g）
C．4mo1CO和4mol H₂　　　     
D．4mo1CO和6mol H₂
②將1mol CO和2mol H₂充入一密閉容器中，保持恒溫恒壓時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為20%．若在相同條件下，起始時(shí)在該容器中充入1mol CH₃OH（g），反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的熱量變化是

 

（填“吸收”或“放出”）

 

kJ熱量．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）①根據(jù)已知反應(yīng)方程式，利用蓋斯定律解答；
②根據(jù)CO、H₂和CH₄的燃燒熱寫出化學(xué)方程式，再據(jù)蓋斯定律解答；
（2）①由反應(yīng)方程式可知生成1mol的CH₃OH時(shí)放熱91 kJ，想得到182kJ熱量，則需生成2molCH₃OH；由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不可能完全進(jìn)行到底，所以要得到2molCH₃OH，CO與H₂物質(zhì)的量必須要多于2mol和4mol；
②已知反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-91kJ/mo1，則有CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g）；△H=+91KJ?mol^-1，保持恒溫恒壓，將1mol CO和2mol H₂充入一密閉容器中與起始時(shí)在該容器中充入1mol CH₃OH（g），為等效平衡狀態(tài)，平衡時(shí)兩種不同的途徑平衡狀態(tài)相同，各物質(zhì)的含量、物質(zhì)的量等都相同，以此計(jì)算．

解答： 解：（1）①已知：
①H₂ （g）+1/2O₂（g）=H₂O（g）△H=-242.0kJ/mol
②C（s）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-110.0kJ/mol
據(jù)蓋斯定律，②-①得：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂ （g）△H=+132.0kJ/mol，故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂ （g）△H=+132.0kJ/mol；
②CO、H₂和CH₄的燃燒熱分別為283kJ/mol、286kJ/mol和892kJ/mol，其熱化學(xué)方程式為：
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-892kJ?mol^-1
③H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-286kJ?mol^-1
據(jù)蓋斯定律，②-①-③×3得：CH₄（g）+H₂O（l）?CO（g）+3H₂（g）△H=+205KJ/mol，故答案為：+205KJ/mol；
（2）①由反應(yīng)方程式可知生成1mol的CH₃OH時(shí)放熱91 kJ，想得到182kJ熱量，則需生成2molCH₃OH；由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不可能完全進(jìn)行到底，所以要得到2molCH₃OH，CO與H₂物質(zhì)的量必須要多于2mol和4mol，
故答案為：D；
②CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-91kJ/mo1
起始量  1        2         0  
轉(zhuǎn)化量0.2       0.4        0.2
平衡量0.8      1.6        0.2
       CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g）；△H=+91KJ?mol^-1，
起始量   1         0        0
轉(zhuǎn)化量  0.8        0.8      1.6
轉(zhuǎn)化量  0.2       0.8       1.6
生成1molCH₃OH放熱91KJ，分解1molCH₃OH吸熱91KJ，分解0.8mol甲醇，吸熱72.8KJ，故答案為：吸收；72.8．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、燃燒熱、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱，題目難度中等．