研究燃料的燃燒和對污染氣體產(chǎn)物的無害化處理,對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制H2和CO的熱化學方程式
 

②已知在101kPa時,CO、H2和CH4的燃燒熱分別為283kJ/mol、286kJ/mol和892kJ/mol.則反應CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=
 
kJ/mol.
(2)已知一定溫度和壓強下,由H2和CO反應合成優(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,保持恒溫恒壓時進行反應,達到平衡時,測得CO的轉(zhuǎn)化率為20%.若在相同條件下,起始時在該容器中充入1mol CH3OH(g),反應達到平衡時的熱量變化是
 
(填“吸收”或“放出”)
 
kJ熱量.
考點:用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,有關反應熱的計算
專題:化學反應中的能量變化
分析:(1)①根據(jù)已知反應方程式,利用蓋斯定律解答;
②根據(jù)CO、H2和CH4的燃燒熱寫出化學方程式,再據(jù)蓋斯定律解答;
(2)①由反應方程式可知生成1mol的CH3OH時放熱91 kJ,想得到182kJ熱量,則需生成2molCH3OH;由于反應是可逆反應,不可能完全進行到底,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: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在該容器中充入1mol CH3OH(g),為等效平衡狀態(tài),平衡時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由反應方程式可知生成1mol的CH3OH時放熱91 kJ,想得到182kJ熱量,則需生成2molCH3OH;由于反應是可逆反應,不可能完全進行到底,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.
點評:本題考查了蓋斯定律的應用、燃燒熱、逆反應的反應熱,題目難度中等.
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