Question

8．化工生产中用烷烃和氧气或水蒸气反应可得到以CO和H₂为主的混合气体，这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨．对甲烷而言，有以下两个主要反应：
①CH₄（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）+2H₂（g）；△H₁=-36kJ•mol-1
②CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）；△H₂=+216kJ•mol-1
（1）反应②中参加反应的CH₄（g）与H₂O（g）的总能量小于（填“大于”、“小于”或“等于”）生成的CO（g）与H₂（g）的总能量．
（2）若氧气和水蒸气的混合气体中氧气的物质的量分数为x，请填写下列空白．

序号	x（O2）	与O2反应的 （Q1/kJ）	与H2O反应的 （Q2/kJ）	总反应的 （Q3/kJ）
I	0.2	-18
Ⅱ		-36		+72

Answer 1

分析 （1）反应是吸热反应，反应物能量低于生成物能量；
（2）依据热化学方程式的定量关系计算分析，氧气和水蒸气的混合气体中氧气的物质的量分数为x，反应焓变分正负，注意总焓的计算．

解答 解：（1）②反应为吸热反应，则反应物能量小于生成物能量，所以参加反应的CH₄（g）与H₂O（g）的总能量小于生成的CO（g）与H₂（g）的总能量，
故答案为：小于；
（2）Ⅰ、反应①反应热-18，则参加反应的O₂为0.25mol，氧气的物质的量分数0.2，则水蒸气物质的量为1mol，反应②反应热+216，总反应反应热+198；
Ⅱ、反应①反应热-36，则参加反应的O₂为0.5mol，总反应反应热+72，反应②反应热+108，参加反应的水蒸气为0.5mol，氧气的物质的量分数0.5．
故答案为：

序号	x（O2）	与O2反应的 （Q1/kJ）	与H2O反应的 （Q2/kJ）	总反应的 （Q3/kJ）
I	0.2	-18	+216	+198
Ⅱ	0.5	-36	+108	+72

点评 本题考查了化学反应的反应热的计算分析，主要是热化学方程式的计算应用，掌握基础是关键，题目较简单．