Question

【題目】Ⅰ．煤是一種重要的化工原料，人們將利用煤制取的水煤氣、焦炭、二甲醚等廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中．已知： C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g） △H=+131.3kJmol﹣1

CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H=+41.3kJmol﹣1

則炭與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為___________________。該反應(yīng)在____（填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”）下有利于正向自發(fā)進(jìn)行．

Ⅱ．二甲醚(CH3OCH3)被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料”。 利用煤制取的CO和H2為原料生產(chǎn)二甲醚主要發(fā)生以下三個(gè)反應(yīng)：① CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H1

② 2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=﹣24kJmol﹣1

③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H3=﹣41kJmol﹣1

（1）已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	H﹣H	C﹣O		H﹣O	C﹣H
E/（kJ·mol﹣1）	436	343	1076	465	413

由上述數(shù)據(jù)計(jì)算△H1=______________；

（2）該工藝的總反應(yīng)為3CO（g）+3H2（g） CH3OCH3（g）+CO2（g）△H，該反應(yīng)

△H=____________，

Ⅲ．在固定體積的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)：2NO2(g) N2O4(g)。已知Fe3＋對(duì)H2O2的分解具有催化作用。利用下圖(a)和(b)中的信息，按圖(c)裝置(連通的A、B瓶中已充有NO2氣體)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。可觀察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的________(填“深”或“淺”)，其原因是____________________________

Answer 1

【答案】 C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+90.0 kJmol﹣1 高溫 ﹣99 kJmol﹣1 ﹣263 kJmol﹣1 深 H2O2分解放熱，使平衡2NO2N2O4向生成NO2的方向移動(dòng)

【解析】Ⅰ．已知①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJmol-1，②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+41.3kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，將①-②可得：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=+90kJmol-1，反應(yīng)的焓變△H＞0，△S＞0，根據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)，△G=△H-T△S＜0，所以需要高溫下才能自發(fā)進(jìn)行，故答案為：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=+90.0kJmol-1；高溫；

Ⅱ．(1)由△H等于反應(yīng)物的鍵能減去生成物的鍵能，可求得反應(yīng)①的△H1=1076+2×436-343-465-3×413=-99 kJmol-1，故答案為：-99 kJmol-1；

(2)由蓋斯定律可得，總反應(yīng)3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)為方程式①×2+②+③相加所得，故△H=2△H1+△H2+△H3=2×(-99)-24-41=-263 kJmol-1，故答案為：-263 kJmol-1；

Ⅲ．由圖a可知，1mol過(guò)氧化氫總能量高于1mol水與0.5mol氧氣總能量，故過(guò)氧化氫分解是放熱反應(yīng)，由圖b可知，2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量，故二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以圖c中，右側(cè)燒杯的溫度高于左側(cè)，升高溫度使2NO2(紅棕色)N2O4(無(wú)色)△H＜0，向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即向生成NO2移動(dòng)，故B瓶顏色更深，故答案為：深；H2O2分解放熱，使平衡2NO2N2O4向生成NO2方向移動(dòng)。