Question

【题目】高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，主要成分为N2、CO、CO2、H2O等，其中可燃成分CO含量约占25%左右，CO2、N2的含量分别占15%、55%。回答下列问题：

（1）上述提及的气体分子中，电子数相等的两种气体是_____________（写化学式）。

（2）CO可以用于生产甲醇，甲醇是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。工业生产甲醇的常用方法是：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.8kJ/mol

己知：2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H=-483.6kJ`mol-1

①H2的燃烧热为___________________ kJ/mol。

②CH3OH(g)+O2(g)CO(g) +2H2O(g)的反应热△H=___________________。

③若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有______________________。（填字母）

A.CO百分含量保持不变 B.容器中H2浓度与CO浓度相等

C.容器中混合气体的密度保持不变 D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等

（3）高炉煤气中N2的含量较高，利用CO前需要对CO 进行富集，实现CO和N2的分离。工业上常采用醋酸亚铜氨溶液来吸收CO，该反应的热化学方程式为 CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) △H＜0。吸收CO后的溶液经过适当处理可恢复为醋酸亚铜氨溶液，从而实现CO与吸收液的分离，分离过程可采取的措施有______________（写出一种即可）。

Answer 1

【答案】 CO、N2 285.8 -392.8kJ/mol AD 升温或减压

【解析】(1)N2、CO、CO2、H2O中的电子数分别为14、14、22和10个，故氮气和CO为等电子体，故答案为：N2、CO；

(2)①根据燃烧热概念，结合热化学方程式，2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)△H=-571.6kJ/mol，氢气的燃烧热为：H2(g)+ O2(g)=H2O (l)△H=-285.8kJ/mol，所以氢气的燃烧热为285.8kJ/mol，故答案为：285.8；

②(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.8kJ/mol，(2)H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol；

(2)×2-(1)得到：CH3OH(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)△H=-392.8 kJ/mol，故答案为：-392.8kJ/mol；

②恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。A、平衡状态各组分的含量不变，证明反应达到平衡，故A正确；B、氢气和一氧化碳的起始量和消耗量决定，容器中H2浓度与CO浓度相等不能证明反应达到平衡，故B错误；C、混合气体的密度=，反应过程中气体质量守恒，容器体积相同，密度不变，不能证明反应达到平衡，故C错误；D、化学反应速率之比等于化学方程式中计量数之比，CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等，说明正逆反应速率相同，故D正确；故答案为：AD；

(3)CH3COOCu(NH3)2 (aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2CO(aq)△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，故升高温度或减小压强均可以使平衡左移从而实现CO与吸收液的分离，故答案为：升温或减压。