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水煤氣(主要成分:CO、H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸氣通過(guò)熾熱的炭層制得:C(s)+H2O(g)?CO

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時(shí)間:2024-08-17 11:15:46
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水煤氣(主要成分:CO、H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸氣通過(guò)熾熱的炭層制得:C(s)+H2O(g)?CO【專(zhuān)家解說(shuō)】:(1)由反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)可知,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.1

【專(zhuān)家解說(shuō)】:(1)由反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)可知,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.1×0.600.06=1,
反應(yīng)Ⅱ中Qc=0.4×0.50.06=3.33>1,則反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即V正<V逆,
反應(yīng)Ⅳ中V正=V逆,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),則有0.3×c(H2)0.12=1,c(H2)=0.4mol/L,
故答案為:
V正<V逆 0.40 (2)根據(jù)反應(yīng)方程式利用三段式法計(jì)算,轉(zhuǎn)化的水蒸汽為x,根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算,
      C (s)+H216O(g) C16O (g)+H2 (g)
起始:1mol               0       0
轉(zhuǎn)化:x                 x       x
平衡:1-x                x       x       
  則有:(1?x)+x+x1=1.25,x=0.25mol,所以轉(zhuǎn)化率為0.251× 100%=25%,
增加固體的對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡都沒(méi)有影響,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率不變,
恒溫恒壓下,再補(bǔ)充 a mol 水蒸氣 (H218O),平衡狀態(tài)不變,為等效平衡,水的轉(zhuǎn)化率相等,則有生成的C18O 的物質(zhì)的量為a×25%=0.25a,
所以達(dá)平衡時(shí)C16O和C18O 的物質(zhì)的量之比為0.25:0.25a=1:a,
故答案為:25%;不變;1:a;  
(3)n(C)=2.4g12g/mol=0.2mol,與水反應(yīng)生成0.2molCO和0.2molH2,反應(yīng)吸收的熱量為0.2mol×131.3KJ/mol=26.26KJ,
0.2molCO完全燃燒放出的熱量為0.2mol×283KJ/mol=56.6KJ,
0.2molH2完全燃燒放出的熱量為0.2mol×241.8KJ/mol=48.36KJ,
所以將2.4g 炭完全轉(zhuǎn)化為水煤氣,然后再燃燒,整個(gè)過(guò)程放出的熱量為56.6KJ+48.36KJ-26.26KJ=78.7KJ,
整個(gè)過(guò)程△H=-78.7kJ?mol-1,故答案為:-78.7.
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