Question

工业上利用天然气（主要成分为CH₄）与CO₂进行高温重整制取CO（同时生成氢气），已知CH₄、H₂和CO的燃烧热（△H）分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0kJ/mol．
（1）表示CO燃烧热的热化学方程式为

CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol

；
（2）标况下22.4LCH₄与CO组成的混合气体完全燃烧，放出热量586.65KJ，则CH₄与CO的体积比为

1：1

；
（3）生成1m³（标准状况）CO所需热量为

5.52×10³KJ

．

Answer 1

分析：（1）依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物放出的热量分析书写热化学方程式；
（2）依据n=

V

Vm

计算气体物质的量，结合热化学方程式计算得到；
（3）根据CH₄、H₂、和CO的燃烧热分别写出燃烧的热化学方程式，利用盖斯定律书写高温重整制备CO的热化学方程式，据此计算．

解答：解：（1）依据燃烧热概念，CO燃烧热的热化学方程式为：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol，
故答案为：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol；
（2）标况下22.4LCH₄与CO组成的混合气体物质的量为1mol，完全燃烧，放出热量586.65KJ，设甲烷物质的量为x，一氧化碳物质的量为y，依据热化学方程式计算；
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（L）△H=-890.3kJ?mol^-1；
1                                      890.3KJ
x                                      890.3xKJ
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1，
2                             566.0KJ
y                              283yKJ
则

x+y=1 890.3xKJ+283yKJ=586.65KJ

，
解得x=0.5mol、y=0.5mol，
则CH₄与CO的体积比为1：1，
故答案为：1：1；
（3）根据CH₄、H₂、和CO的燃烧热可知，各物质燃烧的热化学方程式：
①O₂（g）+2H₂（g）=2H₂O（L）△H=-571.6kJ?mol ^-1；
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（L）△H=-890.3kJ?mol^-1；
③2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1，
利用盖斯定律将②-①-③可得：CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.3 kJ?mol ^-1，
即生成2molCO，需要吸热247.3 KJ，故得到1立方米的CO吸热为

1000L 22.4L/mol

2mol

×247.3 KJ=5.52×10³KJ；
故答案为：5.52×10³KJ．

点评：本题考查反应热的有关计算，难度中等，关键是根据燃烧热与盖斯定律书写高温重整制备CO的热化学方程式．