Question

10．研究燃料的燃烧和对污染气体产物的无害化处理，对于防止大气污染有重要意义．
（1）将煤转化为清洁气体燃料．已知：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484.0kJ•mol^-1；
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-220.0kJ•mol^-1；
写出焦炭与水蒸气反应制H₂和CO的热化学方程式C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂ （g）△H=+132.0kJ/mol．
（2）已知一定温度和压强下，由H₂和CO反应合成优质燃料甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-91kJ•mol^-1
①在相同条件下要想得到182kJ热量，加入各物质的物质的量可能是D
A．2mol CO和4mol H₂             B．2mol CO、4mol H₂ 和1mol CH₃OH（g）
C．4mol CO和4mol H₂             D．4mol CO和6mol H₂
②将1mol CO和2mol H₂充入一密闭容器中，保持恒温恒压时进行反应，达到平衡时，测得CO的转化率为20%．若在相同条件下，起始时在该容器中充入1mol CH₃OH（g），反应达到平衡时的热量变化是吸收（填“吸收”或“放出”）72.8kJ热量．

Answer 1

分析 （1）根据已知反应方程式，利用盖斯定律解答；
（2）①由反应方程式可知生成1mol的CH₃OH时放热91 kJ，想得到182kJ热量，则需生成2molCH₃OH；由于反应是可逆反应，不可能完全进行到底，所以要得到2molCH₃OH，CO与H₂物质的量必须要多于2mol和4mol；
②已知反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-91kJ/mo1，则有CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g）；△H=+91KJ•mol^-1，保持恒温恒压，将1mol CO和2mol H₂充入一密闭容器中与起始时在该容器中充入1mol CH₃OH（g），为等效平衡状态，平衡时两种不同的途径平衡状态相同，各物质的含量、物质的量等都相同，以此计算．

解答 解：（1）已知：
①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484.0kJ•mol^-1；
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-220.0kJ•mol^-1；
据盖斯定律，$\frac{1}{2}$（②-①）得：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂ （g）△H=$\frac{1}{2}$（484-220）=+132.0kJ/mol，
故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂ （g）△H=+132.0kJ/mol；
（2）①由反应方程式可知生成1mol的CH₃OH时放热91 kJ，想得到182kJ热量，则需生成2molCH₃OH；由于反应是可逆反应，不可能完全进行到底，所以要得到2molCH₃OH，CO与H₂物质的量必须要多于2mol和4mol，
故答案为：D；
②CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-91kJ/mo1
起始量 1              2                0
转化量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
转化量     0.8                   0.8        1.6
转化量     0.2                  0.8         1.6
生成1molCH₃OH放热91KJ，分解1molCH₃OH吸热91KJ，分解0.8mol甲醇，吸热72.8KJ，
故答案为：吸收；72.8．

点评 本题考查了盖斯定律的应用、燃烧热、逆反应的反应热，题目难度中等．