Question

9．水煤氣（主要成分CO、H₂）是重要的燃料和化工原料，可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得．已知：
①C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ/mol
②C（s）+$\frac{1}{2}$2O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ/mol
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
④H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ/mol
⑤H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
（1）將2.4g炭轉化為水煤氣，再完全燃燒，整個過程的△H=-78.7kJ/mol．
（2）由CO、H₂在一定條件下獲得汽油的替代品--甲醇，甲醇的燃燒熱為726.5kJ/mol，試寫出由CO、H₂生成甲醇的熱化學方程式CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-128.1 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）將炭轉化為水煤氣，再完全燃燒，最終燃燒得到二氧化碳與水，根據蓋斯定律，反應放出的熱量為C燃燒生成二氧化碳放出的熱量，由②+③可得：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，據此計算；
（2）由甲醇燃燒熱可得：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
根據蓋斯定律，③+⑤×2-⑥可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l），焓變也進行需要計算．

解答 解：（1）將炭轉化為水煤氣，再完全燃燒，最終燃燒得到二氧化碳與水，根據蓋斯定律，反應放出的熱量為C燃燒生成二氧化碳放出的熱量，由②+③可得：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，故將2.4g炭轉化為水煤氣，再完全燃燒，整個過程的△H=-393.5 kJ/mol×$\frac{2.4g}{12g}$=-78.7kJ/mol，
故答案為：-78.7；
（2）由甲醇燃燒熱可得：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
根據蓋斯定律，③+⑤×2-⑥可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l），則△H=[-283.0+（-285.8）×2-（-726.5）]kJ/mol=-128.1 kJ/mol，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-128.1 kJ/mol．

點評 本題考查反應熱有關計算、熱化學方程式書寫，關鍵是對蓋斯定律的理解與靈活應用，難度中等．