Question

Ⅰ．煤是一种重要的化工原料，人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、二甲醚等广泛用于工农业生产中．已知： C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g） △H=+131.3kJ•mol^﹣1

CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ•mol^﹣1

则炭与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为___________________。该反应在____（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下有利于正向自发进行．

Ⅱ．二甲醚(CH₃OCH₃)被誉为“21世纪的清洁燃料”。 利用煤制取的CO和H₂为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：①  CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g） △H₁

②  2CH₃OH（g）CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=﹣24kJ•mol^﹣1

③CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）△H₃=﹣41kJ•mol^﹣1

（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键	H﹣H	C﹣O		H﹣O	C﹣H
E/（kJ·mol^﹣^1）	436	343	1076	465	413

由上述数据计算△H₁=______________；

（2）该工艺的总反应为3CO（g）+3H₂（g） CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H，该反应

△H=____________，

Ⅲ．在固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g) N₂O₄(g)。已知Fe^3＋对H₂O₂的分解具有催化作用。利用下图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO₂气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的________(填“深”或“浅”)，其原因是____________________________

Answer

C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H=+90.0 kJ•mol﹣1 高温 ﹣99 kJ•mol﹣1 ﹣263 kJ•mol﹣1 深 H2O2分解放热，使平衡2NO2N2O4向生成NO2的方向移动

【解析】Ⅰ．已知①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol-1，②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+41.3kJ•mol-1，根据盖斯定律，将①-②可得：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=+90kJ•mol-1，反应的焓变△H＞0，△S＞0，根据反应自发进行的判据，△G=△H-T△S＜0，所以需要高温下才能自发进行，故答案为：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=+90.0 kJ•mol-1；高温；

Ⅱ．(1)由△H等于反应物的键能减去生成物的键能，可求得反应①的△H1=1076+2×436-343-465-3×413=-99 kJ•mol-1，故答案为：-99 kJ•mol-1；

(2)由盖斯定律可得，总反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)为方程式①×2+②+③相加所得，故△H=2△H1+△H2+△H3=2×(-99)-24-41=-263 kJ•mol-1，故答案为：-263 kJ•mol-1；

Ⅲ．由图a可知，1mol过氧化氢总能量高于1mol水与0.5mol氧气总能量，故过氧化氢分解是放热反应，由图b可知，2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量，故二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，所以图c中，右侧烧杯的温度高于左侧，升高温度使2NO2(红棕色)N2O4(无色)△H＜0，向逆反应方向移动，即向生成NO2移动，故B瓶颜色更深，故答案为：深；H2O2分解放热，使平衡2NO2N2O4向生成NO2方向移动。