Question

15．Ⅰ：水煤氣 （主要成分：CO、H₂ ） 是重要燃料和化工原料，可用水蒸氣通過(guò)熾熱的炭層制得．己知：
C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）；△H=+131.3kJ•mol^-1
C （s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO （g）；△H=-110.5kJ•mo1^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂ （g）；△H=-283.0kJ•mo1^-1
H₂ （g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）=H₂O （g）；△H=-241.8kJ•mo1^-1
H₂ （g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）=H₂O （l）；△H=-285.8kJ•mo1^-1
Ⅰ：（1）將2.4g 炭轉(zhuǎn)化為水煤氣，再完全燃燒生成液態(tài)水，整個(gè)過(guò)程的△H=-78.7kJ•mo1^-1．
（2）由CO、H₂在一定條件下可獲得汽油的替代品--甲醇，甲醇的燃燒熱為-726.5kJ/mol，試寫(xiě)出由CO、H₂生成甲醇的熱化學(xué)方程式CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-128.1 kJ/mol．
Ⅱ：在1L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)到：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：

T（℃）	700	800	1000	1200
K	0.6	0.9	1.7	2.6

（3）800℃時(shí)，放入CO、H₂O、CO₂、H₂，其物質(zhì)的量分別為：0.01mol、0.01mol、0.01mol、0.01mol．則反應(yīng)CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）向逆反應(yīng) （填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行，其依據(jù)是Qc=$\frac{c（CO）×c（H2O）}{c（CO2）×c（H2）}$=1＞0.9=K．

Answer 1

分析 （1）將炭轉(zhuǎn)化為水煤氣，再完全燃燒，最終燃燒得到二氧化碳與水，根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)放出的熱量為C燃燒生成二氧化碳放出的熱量，由②+③可得：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，據(jù)此計(jì)算；
（2）由甲醇燃燒熱可得：⑥CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-726.5 kJ/mol，
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
⑤H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，③+⑤×2-⑥可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l），焓變也進(jìn)行需要計(jì)算；
（3）比較濃度商和平衡常數(shù)的大小，然后確定反應(yīng)的方向．

解答 解：（1）將炭轉(zhuǎn)化為水煤氣，再完全燃燒，最終燃燒得到二氧化碳與水，根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)放出的熱量為C燃燒生成二氧化碳放出的熱量，由②+③可得：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，故將2.4g炭轉(zhuǎn)化為水煤氣，再完全燃燒，整個(gè)過(guò)程的△H=-393.5 kJ/mol×$\frac{2.4g}{12g}$=-78.7kJ/mol，
故答案為：-78.7；
（2）由甲醇燃燒熱可得：⑥CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-726.5 kJ/mol，
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
⑤H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，③+⑤×2-⑥可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l），則△H=[-283.0+（-285.8）×2-（-726.5）]kJ/mol=-128.1 kJ/mol，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-128.1 kJ/mol；
（3）Qc=$\frac{c（CO）×c（H2O）}{c（CO2）×c（H2）}$=$\frac{0.01×0.01}{0.01×0.01}$=1＞0.9=K，所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，故答案為：逆反應(yīng)；Qc=$\frac{c（CO）×c（H2O）}{c（CO2）×c（H2）}$＞0.9=K．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱有關(guān)計(jì)算、熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)，關(guān)鍵是對(duì)蓋斯定律的理解與靈活應(yīng)用，難度中等．