Question

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：
H₂ （g）+1/2O₂（g）=H₂O（g）△H=-242.0kJ/mol
C（s）+1/2O₂（g）=CO（g）△H=-110.0kJ/mol
①写出焦炭与水蒸气反应制H₂和CO的热化学方程式

 

．
②已知在101kPa时，CO、H₂和CH₄的燃烧热分别为283kJ/mol、286kJ/mol和892kJ/mol．则反应CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=

 

kJ/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/mo1
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

 

．
A．2mo1CO和4mol H₂　　　　　 
B．2mo1CO、4mol H₂和1mol CH₃OH（g）
C．4mo1CO和4mol H₂　　　     
D．4mo1CO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

 

（填“吸收”或“放出”）

 

kJ热量．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）①根据已知反应方程式，利用盖斯定律解答；
②根据CO、H₂和CH₄的燃烧热写出化学方程式，再据盖斯定律解答；
（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）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
据盖斯定律，②-①得：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂ （g）△H=+132.0kJ/mol，故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂ （g）△H=+132.0kJ/mol；
②CO、H₂和CH₄的燃烧热分别为283kJ/mol、286kJ/mol和892kJ/mol，其热化学方程式为：
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
据盖斯定律，②-①-③×3得：CH₄（g）+H₂O（l）?CO（g）+3H₂（g）△H=+205KJ/mol，故答案为：+205KJ/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．