Question

（10分）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）①C（S）+H2O(g)==CO(g)+H2(g) △H=+132kJ·mol-1

②+205kJ/mol

（2）①D ②吸收，72.8

【解析】

试题分析：（1）①已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1= −242.0KJ/mol ；C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H2= −110．0kJ/mol根据盖斯定律，用方程式2减去方程式1，可得：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=+132kJ/mol ；②由题意知CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H1=﹣283kJ/mol; H2 （g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H2=﹣2860kJ/mol; CH4（g）+2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l）△H3=﹣892kJ/mol根据盖斯定律，CH4（g）+H2O（l）⇌CO（g）+3H2（g）△H=△H3-△H1-3△H2=+249kJ/mol, 又由于H2 （g）+1/2O2（g）=H2O（g）△H=﹣242.0kJ/mol；H2 （g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=﹣2860kJ/mol，根据盖斯定律H2O（g）= H2O（l）△H=﹣44kJ/mol，则CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）△H=+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182 kJ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和H2物质的量必须要多于2mol和 4mol，故D符合，B选项中既有正反应又有逆反应，最终放出的热量小于182kJ，答案选D

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%，平衡时生成0.2mol的甲醇，若在相同条件下，起始时在该容器中充入1mol CH3OH（g），反应达到平衡与上一个平衡是等效平衡，即平衡时甲醇的量为0.2mol，反应了80%，则吸收了91×0.8=72.8KJ的热量。

考点：盖斯定律，化学平衡的有关计算