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    （10分）利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：

    （1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH4＋H2O＝CO＋3H2。部分物质的燃烧热数据如下表：

    物  质

    燃烧热（kJ·mol－1）

    H2(g)

    －285.8

    CO(g)

    －283.0

    CH4(g)

    －890.3

    已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式         。

    （2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N2的转化率为a。则K和a的关系是K＝         。

    假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%，计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨，才能满足生产需要？要有计算过程）

    10分（1）CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)；  △H ＝＋206.1 kJ·mol－1（2分）

     （2）（2分）

    （3）反应②中   C2H4    ~    CO    ~    H2     ~    HOCH2CH2CHO

                     28           28         2               74

                     11.2t      m(CO)×80%   m(H2)×80%   m(HOCH2CH2CHO)

    则m(CO)=14 t    m(H2)=1.0 t    m(HOCH2CH2CHO) =29.6 t

    反应③中  HOCH2CH2CHO     ～     H2

                     74                     2

                    29.6t                  m(H2)×80%

    则m(H2)=1.0 t

    反应②、③中共需CO14 t、H22.0 t。

    C + H2OCO + H2        CH4 + H2OCO + 3H2

    12           28   2         16            28    6

    m(C)                      m(CH4)

    得方程组＝14 t   和   ＝2.0 t

    解得m(C)＝3.0 t      m(CH4)＝4.0 t

    所以需要焦炭3.0 t、甲烷4.0 t      （6分）

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2010?南通模拟）利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2，再用于有机合成是目前工业生产的重要途径．回答下列问题：
    （1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH4+H2O═CO+3H2．部分物质的燃烧热数据如下表：
    物  质 燃烧热（kJ?mol-1）
    H2（g） -285.8
    CO（g） -283.0
    CH4（g） -890.3
    已知1mol H2O （g）转变为1mol H2O（l）时放出44.0kJ热量．则CH4和水蒸气在高温下反应生成1mol H2的反应热为
    +68.7kJ/mol
    +68.7kJ/mol
    ．
    （2）用CO和H2在一定条件下合成甲醇：CO+2H2?CH3OH．工业上采用稍高的压强（5MPa）和250℃，其可能原因是
    从平衡常数与温度的变化关系可知该反应为放热反应，温度低，甲醇的产率高，但反应速率慢，经济效益低；又因为该反应是气体体积缩小的反应，采用稍高的压强有利于提高原料气的转化率
    从平衡常数与温度的变化关系可知该反应为放热反应，温度低，甲醇的产率高，但反应速率慢，经济效益低；又因为该反应是气体体积缩小的反应，采用稍高的压强有利于提高原料气的转化率
    ．
    反应温度/℃ 平衡常数 反应温度/℃ 平衡常数
    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-丙二醇的路线如下：
    CH2=CH2HOCH2CH2CHO HOCH2CH2CH2OH
    某化工厂已购得乙烯11.2t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得：
    C+H2O
     高温 
    .
     
     CO+H2     CH4+H2O 
     高温 
    .
     
    CO+3H2
    假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%．且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%，计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨，才能满足生产需要？
    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：高中化学 来源： 题型：

    利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径．回答下列问题：
    （1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH4+H2O=CO+3H2．部分物质的燃烧热数据如表：
    物  质 燃烧热（kJ?mol-1）
    H2（g） -285.8
    CO（g） -283.0
    CH4（g） -890.3
    已知1mol H2O（g）转变为1mol H2O（l）时放出44.0kJ热量．写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式
    CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
    CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ?mol-1
    ．
    （2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1mol N2、3mol H2，，此时N2的转化率为a．则平衡时NH3的浓度为
    2a
    V
    mol/L
    2a
    V
    mol/L
    ．
    （3）1，3-丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1，3-丙二醇的路线如下：

    某化工厂已购得乙烯11.2t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得：
    C+H2O
     高温 
    .
     
    CO+H2     CH4+H2O
     高温 
    .
     
    CO+3H2
    假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%．且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%，计算至少需要焦炭
    3.0
    3.0
    吨、甲烷
    4.0
    4.0
    吨，才能满足生产需要．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径．
    （1）已知：CH4（g）+2O2 （g）=CO2 （g）+2H2O （l）△H=-890.3kJ?mol-1     ①
    H2（g）+1/2O2 （g）=H2O （l）△H=-285.8kJ?mol-1 ②
    CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ?mol-1 ③
    H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ?mol-1 ④
    反应CH4（g）+H2O（g）
     高温 
    .
     
      CO（g）+3H2（g），△H=
    +206.1
    +206.1
    kJ?mol-1．标准状况下33.6L甲烷高温下与水蒸气完全反应生成CO和H2，反应过程中转移
    9
    9
    mole-，放出
    309.15
    309.15
    kJ热量．
    （2）一定条件下，在体积为5L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．不同温度时甲烷的物质的量随时间变化曲线如图所示．根据题意完成下列各题：
    ①反应达到平衡时，平衡常数表达式K=
    c(CH3OH)
    c(CO)?c2(H2)
    c(CH3OH)
    c(CO)?c2(H2)
    ，降低温度，K值
    增大
    增大
    （填“增大”、“减小”或“不变”）．
    ②在300℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=
    2nA/5tAmol?（L?min）-1
    2nA/5tAmol?（L?min）-1
    ．（用相关符号和数据表示）
    ③判断该可逆反应达到平衡状态的标志是
    bd
    bd
    ．（填字母）
    a．CH3OH的生成速率与CO的消耗速率相等   b．容器中气体的压强不变
    c．容器中混合气体的密度保持不变           d．CO百分含量保持不变
    e．CO和CH3OH浓度相等
    ④欲提高H2的转化率，下列措施可行的是
    c
    c
    ．（填字母）
    a．向容器中再充入Ar    b．改变反应的催化剂
    c．向容器中再充入CO                      d．升高温度．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （12分）利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：

    （1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH4＋H2O＝CO＋3H2。部分物质的燃烧热数据如下表：

    物  质

    燃烧热（kJ·mol－1）

    H2(g)

    －285.8

    CO(g)

    －283.0

    CH4(g)

    －890.3

    已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式                                                   。

    （2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 molN2、3 mol H2，，此时N2的转化率为a。则平衡时NH3的浓度为                       。

    （3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

    某化工厂已购得乙烯11.2 t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得：

    C+H2OCO+H2     CH4+H2OCO+3H2

    假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%，计算至少需要焦炭           吨、甲烷          吨，

    才能满足生产需要。

     

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    科目：高中化学 来源：2010年四川省成都石室中学高三高考模拟考试（理科综合）化学部分 题型：填空题

    （12分）利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：
    （1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH4＋H2O＝CO＋3H2。部分物质的燃烧热数据如下表：

    物 质
    		燃烧热（kJ·mol－1）
    H2(g)
    		－285.8
    CO(g)
    		－283.0
    CH4(g)
    		－890.3
    已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式                                                   。
    （2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2，，此时N2的转化率为a。则平衡时NH3的浓度为                       。
    （3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

    某化工厂已购得乙烯11.2 t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得：
    C+H2OCO+H2     CH4+H2OCO+3H2
    假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%，计算至少需要焦炭           吨、甲烷          吨，
    才能满足生产需要。

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