题目内容
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向煤气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了热值高达12 500~16 000 kJ·m-3的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。已知:
C(s)+O2(g)
CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1①
2H2(g)+O2(g)
2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1②
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.3 kJ·mol-1③
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)
H2O(g)+CO2(g) ΔH= kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应过程中转移 mol e-。
-524.8 3
【解析】
试题分析:①-③,得CO(g)+H2(g)+O2(g)
H2O(g)+CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1-131.3 kJ·mol-1=-524.8 kJ·mol-1;由反应知道CO、H2是等体积,因此CO、H2的体积都为16.8 L,其物质的量分别为0.75 mol、0.75 mol,CO、H2共转移的电子的物质的量为3 mol。
考点:化学反应热的计算
近年来,随着人们对化石能源大量的开发使用,不但使得煤、石油、天然气的储量大大减少,而且直接燃烧化石燃料造成的环境污染问题,也是人类面临的重大挑战,如何实现化石燃料的综合利用,提高效率,减少污染被提上了日程。为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇。某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:
2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g),测定的部分实验数据如下:
t/s | 0 | 500 | 1 000 |
c(H2)/(mol·L-1) | 5.00 | 3.52 | 2.48 |
c(CO)/(mol·L-1) | 2.50 |
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(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是 。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是 ,1 000 s时CO的转化率是 。
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是 。