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水煤氣(主要成分:CO、H 2 )是重要燃料和化工原料,可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得:C (s)+H 2 O(g)

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 11:15:49
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水煤氣(主要成分:CO、H 2 )是重要燃料和化工原料,可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得:C (s)+H 2 O(g)【專家解說】:(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=

【專家解說】:(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= 0.1×0.60 0.06 =1,
反應(yīng)Ⅱ中Qc= 0.4×0.5 0.06 =3.33>1,則反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動,即V 正 <V 逆 ,
反應(yīng)Ⅳ中V 正 =V 逆 ,說明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),則有 0.3×c( H 2 ) 0.12 =1 ,c(H 2 )=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)的量之比計算,
      C (s)+H 2 16 O(g) 

C 16 O (g)+H 2  (g)
起始:1mol               0       0
轉(zhuǎn)化:x                 x       x
平衡:1-x                x       x       
  則有: (1-x)+x+x 1 =1.25 ,x=0.25mol,所以轉(zhuǎn)化率為 0.25 1 × 100% =25%,
增加固體的對反應(yīng)速率和化學(xué)平衡都沒有影響,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率不變,
恒溫恒壓下,再補(bǔ)充 a mol 水蒸氣 (H 2 18 O),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C 18 O 的物質(zhì)的量為a×25%=0.25a,
所以達(dá)平衡時C 16 O和C 18 O 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)= 2.4g 12g/mol =0.2mol,與水反應(yīng)生成0.2molCO和0.2molH 2 ,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,
0.2molH 2 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,整個過程放出的熱量為56.6KJ+48.36KJ-26.26KJ=78.7KJ,
整個過程△H=-78.7kJ?mo1 -1 ,故答案為:-78.7.
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