14. 煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
|
温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
|
平衡常数Kc |
9.94 |
9 |
1 |
试回答下列问题
(1)上述正向反应是: 反应(选填:放热、吸热)。
(2)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有 (选填A、B、C、D、E)。
|
|
A |
B |
C |
D |
E |
|
n(CO2) |
3 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
n(H2) |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
|
n(CO) |
1 |
2 |
3 |
0.5 |
3 |
|
n(H2O) |
5 |
2 |
3 |
2 |
1 |
(3)已知在一定温度下:C(s)+CO2(g)
2CO(g)平衡常数K;
C(s) + H2O(g)
CO(g)+H2(g) 平衡常数K1;
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2 ,
则K、K1、K2之间的关系是: 。
(4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为: 。
(5)若在800℃进行,设起始时CO和H2O(g)共为5mol,水蒸气的体积分数为x;平衡时CO转化率为y,则y随x变化的函数关系式为:y= 。
(6)在VL密闭容器中通入10molCO和10mol水蒸气,在T℃达到平衡,然后急速除去水蒸气(除水蒸气时各物质的物质的量不变),将混合气体燃烧,测得放出的热量为2842kJ(已知CO燃烧热为283kJ/mol,H2燃烧热为286kJ/mol),则T℃平衡常数K= 。
13. 为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
⑴ 实验测得,5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式:____________________________________。
⑵ 由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
|
化学键 |
H-H |
N-H |
N≡N |
|
键能/kJ·mol-1 |
436 |
391 |
945 |
已知反应N2+3H2
2NH3 △H=a kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a 的数值:_______________。
⑶ 依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变:________________________________。