能源是人类生存和发展的重要支柱.研究和有效地开发新能源在能源紧缺的今天具有重要的理论意义.已知H 2 与CO反应生成CH

1个回答

  • (1)CH 3OH的燃烧热△H 3=-ckJ•mol -1;燃烧热是可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,

    热化学方程式为:2CH 3OH(l)+3O 2(g)→2CO 2(g)+4H 2O(l)△H=-2ckJ•mol -1

    故答案为:2CH 3OH(l)+3O 2(g)→2CO 2(g)+4H 2O(l)△H=-2ckJ•mol -1

    (2)依据甲醇和一氧化碳的燃烧热计算氢气的燃烧热:

    ①2CH 3OH(l)+3O 2(g)→2CO 2(g)+4H 2O(l)△H=-2ckJ•mol -1

    ②2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g)△H=-2bkJ•mol -1

    ③2H 2(g)+CO(g)=CH 3OH(l)△H=-aKJ/mol;

    依据盖斯定律,③×2-②+①得到:4H 2(g)+2O 2(g)=4H 2O(l)△H=-(2a-2b+2c)KJ/mol;

    依据氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,氢气的燃烧热=

    a+c-b

    2 KJ/mol;

    故答案为:

    a+c-b

    2 KJ/mol

    (3)一些化学键键能如下:C≡O为d kJ/mol;O=O为ekJ/mol;C=O为fkJ/mol.

    反应为:2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g)△H=-2bkJ•mol -1

    反应的焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和=2d+e-2×f×2=△H=-2b

    b=2f-d-

    e

    2 ;

    故答案为:2f-d-

    e

    2 ;

    (4)H 2和CO的混合气体nmol,设氢气为物质的量为X,一氧化碳物质的量为n-X;充分燃烧共放出QkJ热量

    2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g)△H=-2bkJ•mol -1

    2 2b

    n-X b(n-X)

    2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l)△H=-(a-b+c)KJ/mol

    2 a+c-b

    X

    X

    2 (a+c-b)

    得到:b(n-X)+

    x

    2 (a+c-b)=Q;

    计算得到:X=

    2bn-2Q

    3b-a-c

    混合气体中H 2和CO的物质的量之比=

    2bn-2Q

    3b-a-c :

    bn-an-cn+2Q

    3b-a-c =(2bn-2Q):(bn-an-cn+2Q)

    故答案为:(2bn-2Q):(bn-an-cn+2Q);

    (5)CO与O 2可以组成新型燃料电池,若该电池以Pt为电极,以KOH为电解质溶液,发生的电池反应的离子方程式为:2CO+O 2+4OH -=2CO 3 2-+2H 2O;

    原电池的正极电极反应为:O 2+2H 2O+4e -=4OH -;用总反应离子方程式减去正极电极反应,化简得到负极电极反应:

    CO-2e -+4OH -=CO 3 2-+2H 2O;

    故答案为:CO-2e -+4OH -=CO 3 2-+2H 2O.