Question

15．Ⅰ：水煤气 （主要成分：CO、H₂ ） 是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得．己知：
C （s）+H₂O（g）?CO （g）+H₂ （g）；△H=+131.3kJ•mol^-1
C （s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO （g）；△H=-110.5kJ•mo1^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂ （g）；△H=-283.0kJ•mo1^-1
H₂ （g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）=H₂O （g）；△H=-241.8kJ•mo1^-1
H₂ （g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）=H₂O （l）；△H=-285.8kJ•mo1^-1
Ⅰ：（1）将2.4g 炭转化为水煤气，再完全燃烧生成液态水，整个过程的△H=-78.7kJ•mo1^-1．
（2）由CO、H₂在一定条件下可获得汽油的替代品--甲醇，甲醇的燃烧热为-726.5kJ/mol，试写出由CO、H₂生成甲醇的热化学方程式CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-128.1 kJ/mol．
Ⅱ：在1L的密闭容器中，进行反应到：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

T（℃）	700	800	1000	1200
K	0.6	0.9	1.7	2.6

（3）800℃时，放入CO、H₂O、CO₂、H₂，其物质的量分别为：0.01mol、0.01mol、0.01mol、0.01mol．则反应CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）向逆反应 （填“正反应”或“逆反应”）方向进行，其依据是Qc=$\frac{c（CO）×c（H2O）}{c（CO2）×c（H2）}$=1＞0.9=K．

Answer 1

分析 （1）将炭转化为水煤气，再完全燃烧，最终燃烧得到二氧化碳与水，根据盖斯定律，反应放出的热量为C燃烧生成二氧化碳放出的热量，由②+③可得：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，据此计算；
（2）由甲醇燃烧热可得：⑥CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-726.5 kJ/mol，
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
⑤H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
根据盖斯定律，③+⑤×2-⑥可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l），焓变也进行需要计算；
（3）比较浓度商和平衡常数的大小，然后确定反应的方向．

解答 解：（1）将炭转化为水煤气，再完全燃烧，最终燃烧得到二氧化碳与水，根据盖斯定律，反应放出的热量为C燃烧生成二氧化碳放出的热量，由②+③可得：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，故将2.4g炭转化为水煤气，再完全燃烧，整个过程的△H=-393.5 kJ/mol×$\frac{2.4g}{12g}$=-78.7kJ/mol，
故答案为：-78.7；
（2）由甲醇燃烧热可得：⑥CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-726.5 kJ/mol，
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
⑤H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
根据盖斯定律，③+⑤×2-⑥可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l），则△H=[-283.0+（-285.8）×2-（-726.5）]kJ/mol=-128.1 kJ/mol，
故答案为：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-128.1 kJ/mol；
（3）Qc=$\frac{c（CO）×c（H2O）}{c（CO2）×c（H2）}$=$\frac{0.01×0.01}{0.01×0.01}$=1＞0.9=K，所以反应向逆反应方向进行，故答案为：逆反应；Qc=$\frac{c（CO）×c（H2O）}{c（CO2）×c（H2）}$＞0.9=K．

点评 本题考查反应热有关计算、热化学方程式书写，关键是对盖斯定律的理解与灵活应用，难度中等．