Question

【題目】高爐煤氣為煉鐵過程中產生的副產品，主要成分為N2、CO、CO2、H2O等，其中可燃成分CO含量約占25%左右，CO2、N2的含量分別占15%、55%。回答下列問題：

（1）上述提及的氣體分子中，電子數相等的兩種氣體是_____________（寫化學式）。

（2）CO可以用于生產甲醇，甲醇是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應用前景。工業生產甲醇的常用方法是：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.8kJ/mol

己知：2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H=-483.6kJ`mol-1

①H2的燃燒熱為___________________ kJ/mol。

②CH3OH(g)+O2(g)CO(g) +2H2O(g)的反應熱△H=___________________。

③若在恒溫恒容的容器內進行反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),則可用來判斷該反應達到平衡狀態的標志有______________________。（填字母）

A.CO百分含量保持不變 B.容器中H2濃度與CO濃度相等

C.容器中混合氣體的密度保持不變 D.CO的生成速率與CH3OH的生成速率相等

（3）高爐煤氣中N2的含量較高，利用CO前需要對CO 進行富集，實現CO和N2的分離。工業上常采用醋酸亞銅氨溶液來吸收CO，該反應的熱化學方程式為 CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) △H＜0。吸收CO后的溶液經過適當處理可恢復為醋酸亞銅氨溶液，從而實現CO與吸收液的分離，分離過程可采取的措施有______________（寫出一種即可）。

Answer 1

【答案】 CO、N2 285.8 -392.8kJ/mol AD 升溫或減壓

【解析】(1)N2、CO、CO2、H2O中的電子數分別為14、14、22和10個，故氮氣和CO為等電子體，故答案為：N2、CO；

(2)①根據燃燒熱概念，結合熱化學方程式，2H2(g)+O2(g)=2H2O (l)△H=-571.6kJ/mol，氫氣的燃燒熱為：H2(g)+ O2(g)=H2O (l)△H=-285.8kJ/mol，所以氫氣的燃燒熱為285.8kJ/mol，故答案為：285.8；

②(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.8kJ/mol，(2)H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol；

(2)×2-(1)得到：CH3OH(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)△H=-392.8 kJ/mol，故答案為：-392.8kJ/mol；

②恒溫恒容的容器內進行反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。A、平衡狀態各組分的含量不變，證明反應達到平衡，故A正確；B、氫氣和一氧化碳的起始量和消耗量決定，容器中H2濃度與CO濃度相等不能證明反應達到平衡，故B錯誤；C、混合氣體的密度=，反應過程中氣體質量守恒，容器體積相同，密度不變，不能證明反應達到平衡，故C錯誤；D、化學反應速率之比等于化學方程式中計量數之比，CO的生成速率與CH3OH的生成速率相等，說明正逆反應速率相同，故D正確；故答案為：AD；

(3)CH3COOCu(NH3)2 (aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2CO(aq)△H＜0，反應是氣體體積減小的放熱反應，故升高溫度或減小壓強均可以使平衡左移從而實現CO與吸收液的分離，故答案為：升溫或減壓。