Question

(1)常温下常压下，1g固态碳与水蒸气恰好完全反应，反应生成气体CO和H₂，吸收10.94kJ热量，此反应的热化学方程式为___。

(2)已知:①CH₄(g)＋2O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH₁=-Q₁kJ·mol^-1，

②2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(g) ΔH₂=-Q₂kJ·mol^-1，

③2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l) ΔH₃=-Q₃kJ·mol^-1。

常温下，取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况下)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为___kJ。

(3)以H₂为燃料可制成氢氧燃料电池。已知：2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l) ΔH=-572kJ·mol^-1，某氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为___。

Answer

C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+131.28kJ•mol-1； 0.4Q1＋0.05Q3 80%

【解析】

(1)由1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94kJ热量，则1mol碳与水蒸气反应，吸收10.94KJ×12=131.28kJ，并注意物质的状态来解答；

(2)根据混合气体的体积计算混合气体的物质的量，结合气体体积比计算甲烷、氢气的物质的量，再根据热化学反应方程式计算放出的热量，注意燃烧后恢复至常温，氢气燃烧放出的热量应选择生成液态水的热化学反应方程式计算；

(3)先根据热化学方程式求出生成1mol液态水，理论上放出的能量，然后根据电池的能量转化率=×100%。

(1)由1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94kJ热量，则1mol碳与水蒸气反应，吸收10.94KJ×12=131.28kJ，则此反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+131.28kJ•mol-1，故答案为：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+131.28kJ•mol-1；

(2)甲烷和氢气的混合气体11.2L(已折合成标准状况)，所以甲烷和氢气的混合气体的总的物质的量为==0.5mol，甲烷和氢气的体积比为4：1，所以甲烷的物质的量为0.5mol×=0.4mol，氢气的物质的量为0.5mol-0.4mol=0.1mol，由CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H=-Q1kJ/mol可知，0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q1kJ/mol=0.4Q1kJ；由2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=-Q3kJ/mol可知，0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol××Q3kJ/mol=0.05Q3kJ，所以放出的热量为(0.4Q1+0.05Q3)kJ，故答案为：0.4Q1＋0.05Q3；

(3)生成1mol液态水，理论上放出的能量为=286kJ，电池的能量转化率=×100%=×100%=80%，故答案为：80%。