Question

合成氣(CO和H₂為主的混合氣體)不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制備合成氣的方法有多種，用甲烷制備合成氣的反應(yīng)為：

①CH₄(g)+O₂(g)====CO(g)+2H₂(g)   ΔH₁＝-36 kJ·mol^-1

②CH₄(g)+H₂O(g)====CO(g)+3H₂(g)   ΔH₂＝+216 kJ·mol^-1

(1)氫氣與氧氣反應(yīng)生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式為

___________________________________________________________________。

(2)現(xiàn)有1 mol由H₂O(g)與O₂組成的混合氣，且O₂的體積分?jǐn)?shù)為x，將此混合氣與足量CH₄充分反應(yīng)。

①若x＝0.2，反應(yīng)①放出的能量為________ kJ。

②若x＝0.5，反應(yīng)①與②______(填“放出”或“吸收”)的總能量為_____kJ。

③若x＝________時(shí)，反應(yīng)①與②放出(或吸收)的總能量為0。

Answer 1

【解析】(1)由①-②得：H₂(g)+O₂(g)====H₂O(g)  ΔH＝-252 kJ·mol^-1。(2)①若x＝0.2，則n(O₂)＝0.2 mol，反應(yīng)①放出的熱量為0.2× kJ＝

14.4 kJ；②若x＝0.5，則n(O₂)＝0.5 mol，n(H₂O)＝0.5 mol，反應(yīng)①放出的熱量為36 kJ，反應(yīng)②吸收的能量為0.5 mol×216 kJ·mol^-1＝108 kJ，反應(yīng)吸收的總能量為108 kJ-36 kJ＝72 kJ；③由反應(yīng)①和②可知，當(dāng)O₂與H₂O的物質(zhì)的量之比為3∶1時(shí)，反應(yīng)①與②放出的總能量為0。

答案：(1)2H₂(g)+O₂(g)====2H₂O(g)   ΔH＝-504 kJ·mol^-1

(2)①14.4   ②吸收   72   ③0.75