Question

15．天然气经O₂和H₂O（g）重整制合成气，再由合成气制备甲醇的相关反应如下
①主反应；CH₄（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）+2H₂（g）△H₁
②副反应：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
③主反应：CH₄（g）+H₂O（g）═CO+3H₂（g）△H₃=206.1KJ•mol^-1
④主反应：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₄=90.0KJ•mol^-1
⑤副反应：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₅=49.0KJ•mol^-1
下列说法正确的是（　　）

• A． △H₁＞△H₂
• B． 设计反应①的主要目的是增大n（CO）/n（H₂）的比值
• C． CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的正反应为吸热反应
• D． △H₂=4△H₁=659.3 KJ•mol^-1

Answer 1

分析 A．CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂，此反应为甲烷完全燃烧时的反应，CH₄（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）+2H₂（g）△H₁，此反应为甲烷不完全燃烧时的反应，则完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧，放热为负值，故△H₁＞△H₂，据此进行分析；
B．主反应：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₄=90.0KJ•mol^-1，故主反应n（CO）/n（H₂）=$\frac{1}{2}$，而反应①中n（CO）/n（H₂）的比值也为$\frac{1}{2}$，故没起到反应增大n（CO）/n（H₂）的比值的作用；
C．④主反应：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₄=90.0KJ•mol^-1
⑤副反应：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+HzO（g）△H₅=49.0KJ•mol^-1，④-⑤得，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=41.0KJ•mol^-1，△H＞0，故正反应为吸热反应，据此进行分析；
D．①主反应；CH₄（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）+2H₂（g）△H₁，①×4得，4CH₄（g）+2O₂（g）═4CO（g）+8H₂（g）△H=4△H₁，②副反应：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂，这与反应②热化学方程式不一样，故△H₂≠4△H₁．

解答 解：A．CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂，此反应为甲烷完全燃烧时的反应，CH₄（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）+2H₂（g）△H₁，此反应为甲烷不完全燃烧时的反应，则完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧，放热为负值，故△H₁＞△H₂，故A正确；
B．主反应：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₄=90.0KJ•mol^-1，故主反应n（CO）/n（H₂）=$\frac{1}{2}$，而反应①中n（CO）/n（H₂）的比值也为$\frac{1}{2}$，故没起到反应增大n（CO）/n（H₂）的比值的作用，故B错误；
C．④主反应：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₄=90.0KJ•mol^-1
⑤副反应：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+HzO（g）△H₅=49.0KJ•mol^-1，④-⑤得，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=41.0KJ•mol^-1，△H＞0，故正反应为吸热反应，故C正确；
D．①主反应；CH₄（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）+2H₂（g）△H₁，①×4得，4CH₄（g）+2O₂（g）═4CO（g）+8H₂（g）△H=4△H₁，②副反应：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂，这与反应②热化学方程式不一样，故△H₂≠4△H₁，故D错误，
故选AC．

点评 本题考查反应热的判断，结合热化学方程式判断反应放热还是吸热等，本题难度中等．