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水煤气(主要成分:CO、H 2 )是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:C (s)+H 2 O(g)

来源:新能源网
时间:2024-08-17 11:15:49
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水煤气(主要成分:CO、H 2 )是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:C (s)+H 2 O(g)【专家解说】:(1)由反应Ⅰ达到平衡状态可知,反应的平衡常数K=

【专家解说】:(1)由反应Ⅰ达到平衡状态可知,反应的平衡常数K= 0.1×0.60 0.06 =1,
反应Ⅱ中Qc= 0.4×0.5 0.06 =3.33>1,则反应向逆反应方向移动,即V 正 <V 逆 ,
反应Ⅳ中V 正 =V 逆 ,说明反应达平衡状态,则有 0.3×c( H 2 ) 0.12 =1 ,c(H 2 )=0.4mol/L,
故答案为:
V 正 <V 逆 0.40 (2)根据反应方程式利用三段式法计算,转化的水蒸汽为x,根据体积之比等于物质的量之比计算,
      C (s)+H 2 16 O(g) 

C 16 O (g)+H 2  (g)
起始:1mol               0       0
转化:x                 x       x
平衡:1-x                x       x       
  则有: (1-x)+x+x 1 =1.25 ,x=0.25mol,所以转化率为 0.25 1 × 100% =25%,
增加固体的对反应速率和化学平衡都没有影响,水蒸气的转化率不变,
恒温恒压下,再补充 a mol 水蒸气 (H 2 18 O),平衡状态不变,为等效平衡,水的转化率相等,则有生成的C 18 O 的物质的量为a×25%=0.25a,
所以达平衡时C 16 O和C 18 O 的物质的量之比为0.25:0.25a=1:a,
故答案为:25%;不变;1:a;  
(3)n(C)= 2.4g 12g/mol =0.2mol,与水反应生成0.2molCO和0.2molH 2 ,反应吸收的热量为0.2mol×131.3KJ/mol=26.26KJ,
0.2molCO完全燃烧放出的热量为0.2mol×283KJ/mol=56.6KJ,
0.2molH 2 完全燃烧放出的热量为0.2mol×241.8KJ/mol=48.36KJ,
所以将2.4g 炭完全转化为水煤气,然后再燃烧,整个过程放出的热量为56.6KJ+48.36KJ-26.26KJ=78.7KJ,
整个过程△H=-78.7kJ?mo1 -1 ,故答案为:-78.7.
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