题目内容
【题目】(1)已知SO2(g)+ 1/2 O2(g) SO3(g) △H = -98.30kJ/mol,现将4molSO2与一定量O2混合后充分反应,当放出314.56kJ热量时,SO2的转化率为_________________。
(2)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:_____________________________
(3)在一定条件下,CH4 和CO的燃烧的热化学方程式分别为:
CH4 ( g ) + 2O2 ( g ) = 2H2O ( l ) + CO2 ( g ) △H = -890 kJ/mol
2CO ( g ) + O2 ( g ) = 2CO2 ( g ) △H = -566 kJ/mol
一定量的CH4和CO的混合气体完全燃烧时,放出的热量为262.9 kJ,生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50 g白色沉淀。求混合气体中CH4 和CO的体积比_____________。
【答案】 80% CO(g)+FeO(s) = Fe(s)+CO2(g) △H=―218.03kJ/mol 2:3
【解析】试题分析:本题考查盖斯定律的应用,反应热的计算。
(1)1molSO2完全反应放出98.3kJ的热量,放出314.56kJ热量时消耗SO2物质的量为=3.2mol,SO2的转化率为100%=80%。
(2)将3个热化学反应方程式依次编号:
Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ/mol (①式)
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ/mol (②式)
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol (③式)
运用盖斯定律,将①式3-②式-③式2得6CO(g)+6FeO(s)=6Fe(s)+6CO2(g)ΔH=(-24.8kJ/mol)3-(-47.2kJ/mol)-(+640.5kJ/mol)2=-1308.2kJ/mol,CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式为CO(g)+FeO(s) = Fe(s)+CO2(g) △H=―218.03kJ/mol。
(3)n(CaCO3)==0.5mol,根据C守恒,燃烧生成的n(CO2)=0.5mol,设CH4、CO的物质的量分别为x、y,则可列式:x+y=0.5mol,890kJ/molx+y=262.9kJ,解得x=0.2mol,y=0.3mol,则原混合气体中CH4 和CO的体积比2:3。