10.研究燃料的燃燒和對(duì)污染氣體產(chǎn)物的無害化處理,對(duì)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:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484.0kJ•mol-1;
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-220.0kJ•mol-1;
寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)制H2和CO的熱化學(xué)方程式C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g)△H=+132.0kJ/mol.
(2)已知一定溫度和壓強(qiáng)下,由H2和CO反應(yīng)合成優(yōu)質(zhì)燃料甲醇:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-91kJ•mol-1
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D
A.2mol CO和4mol H2             B.2mol CO、4mol H2 和1mol CH3OH(g)
C.4mol CO和4mol H2             D.4mol CO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(shí)進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為20%.若在相同條件下,起始時(shí)在該容器中充入1mol CH3OH(g),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的熱量變化是吸收(填“吸收”或“放出”)72.8kJ熱量.

分析 (1)根據(jù)已知反應(yīng)方程式,利用蓋斯定律解答;
(2)①由反應(yīng)方程式可知生成1mol的CH3OH時(shí)放熱91 kJ,想得到182kJ熱量,則需生成2molCH3OH;由于反應(yīng)是可逆反應(yīng),不可能完全進(jìn)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(yīng):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(shí)在該容器中充入1mol CH3OH(g),為等效平衡狀態(tài),平衡時(shí)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(jì)算.

解答 解:(1)已知:
①2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484.0kJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-220.0kJ•mol-1;
據(jù)蓋斯定律,$\frac{1}{2}$(②-①)得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g)△H=$\frac{1}{2}$(484-220)=+132.0kJ/mol,
故答案為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g)△H=+132.0kJ/mol;
(2)①由反應(yīng)方程式可知生成1mol的CH3OH時(shí)放熱91 kJ,想得到182kJ熱量,則需生成2molCH3OH;由于反應(yīng)是可逆反應(yīng),不可能完全進(jìn)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(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、燃燒熱、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱,題目難度中等.

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②該反應(yīng)是放熱反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量(填“大于”“小于”或“等于”)

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