题目内容

工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为    。 

 

5.52×103 kJ

【解析】

试题分析:首先依据燃烧热概念写出:

①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

ΔH1=-890.3 kJ·mol-1,

②H2(g)+O2(g)H2O(l)

ΔH2=-285.8 kJ·mol-1,

③CO(g)+O2(g)CO2(g)

ΔH3=-283.0 kJ·mol-1;

再写出CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),

①式-②式×2-③式×2即得CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),

所以ΔH=ΔH1-2ΔH2-2ΔH3=(-890.3+285.8×2+283.0×2) kJ·mol-1=+247.3 kJ·mol-1,

生成1 m3 CO所需热量为

×247.3 kJ·mol-1×≈5 520 kJ。

考点:燃烧热 能源

 

练习册系列答案
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碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下,可由甲醇和CO2直接合成DMC:CO2+2CH3OH―→CO(OCH3)2+H2O,但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下,通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。

计算公式为TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。

(1)已知25 ℃时,甲醇和DMC的标准燃烧热分别为ΔH1和ΔH2,则上述反应在25 ℃时的焓变ΔH3=________。

(2)根据反应温度对TON的影响图(图1)判断该反应的焓变ΔH____0(填“>”、“=”或“<”),理由是_________。

(3)根据反应时间对TON的影响图(图2),已知溶液总体积 10 mL,反应起始时甲醇0.25 mol,催化剂0.6×10-5 mol,计算该温度下,4~7 h内DMC的平均反应速率:________;计算10 h时,甲醇的转化率:________。

(4)根据该研究小组的实验及催化剂用量TON的影响图(图3),判断下列说法正确的是________。

a.由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源,在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义

b.在反应体系中添加合适的脱水剂,将提高该反应的TON

c.当催化剂用量低于1.2×10-5 mol时,随着催化剂用量的增加,甲醇的平衡转化率显著提高

d.当催化剂用量高于1.2×10-5 mol时,随着催化剂用量的增加,DMC的产率反而急剧下降

 

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