军队文职人员招聘：化学知识-焓变、反应热经典例题

来源： 2020-08-28 14:15中

（16分）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH₄。
（1）写出CO₂与H₂反应生成CH₄和H₂O的热化学方程式。
已知： ① CO(g)+H₂O(g)

H₂(g)+CO₂(g) ΔH＝－41kJ·mol^－1
② C(s)+2H₂(g)

CH₄(g) ΔH＝－73kJ·mol^－1
③ 2CO(g)

C(s)+CO₂(g) ΔH＝－171kJ·mol^－1
（2）另一生成CH₄的途径是CO(g)+3H₂(g)

CH₄(g)+H₂O(g)。其他条件相同时，H₂的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图所示。

①该反应的△H 0（填“＜”、“＝”或“＞”）。
②实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由________________________。
③某温度下，将0.1 mol CO和0.3 mol H₂充入10L的密闭容器内发生反应CO(g)+3H₂(g)

CH₄(g)+H₂O(g)，平衡时H₂的转化率为80%，求此温度下该反应的平衡常数K。（写出计算过程，计算结果保留两位有效数字）
答案 :
（1）CO₂(g)+4H₂(g)

CH₄(g)+2H₂O(g)    ΔH＝－162kJ·mol^－1  （3分，热化学方程式2分，数据1分）
（2）①＜      （3分）
②相对于N点而言，采用M点，温度在500-600K之间，温度较高，反应速率较快，氢气的平衡转化率也较高，压强为常压对设备要求不高。    （3分）
③（7分）
CO(g)+3H₂(g)

CH₄(g)+H₂O(g)
起始时各物质浓度/ mol·L^－1： 0.01 0 .03 0 0
平衡时各物质浓度/ mol·L^－10.0020.006 0.008 0.008
（以上3分）
K＝