Question

氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)．
已知：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ?mol^-1
CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=-247.4kJ?mol^-1
2H₂S（g）=2H₂（g）+S₂（g）△H=+169.8kJ?mol^-1
（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法．CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為

 

．
（2）H₂S熱分解制氫時(shí)，常向反應(yīng)器中通入一定比例空氣，使部分H₂S燃燒，其目的是

 

 

．燃燒生成的SO₂與H₂S進(jìn)一步反應(yīng)，生成物在常溫下均非氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：
反應(yīng)Ⅰ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
反應(yīng)Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是

 

（填“I”或“Ⅱ”）．
②某溫度下，將2mol CO和6mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,熱化學(xué)方程式

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）利用蓋斯定律解答，從待求反應(yīng)出發(fā)分析反應(yīng)物生成物在所給反應(yīng)中的位置，通過相互加減可得；
（2）使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；結(jié)合反應(yīng)化學(xué)方程式電子守恒計(jì)算電子轉(zhuǎn)移；
（3）①“原子經(jīng)濟(jì)性”是指在化學(xué)品合成過程中，合成方法和工藝應(yīng)被設(shè)計(jì)成能把反應(yīng)過程中所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中；
②根據(jù)一氧化碳的平衡濃度計(jì)算平衡時(shí)一氧化碳的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式計(jì)算其轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=206.2kmol^-1 ①
CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=247.4kJmol^-1 ②
據(jù)蓋斯定律，①×2-②得：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=165.0kmol^-1
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=165.0kmol^-1；
（2）H₂S熱分解制氫時(shí)，常向反應(yīng)器中通入一定比例空氣，使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量，燃燒生成的SO₂與H₂S反應(yīng)生成H₂O和S₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4H₂S+2SO₂═4H₂O+3S₂：
故答案為：為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；4H₂S+2SO₂═4H₂O+3S₂；
（3）①根據(jù)原子經(jīng)濟(jì)知，Ⅰ沒有副產(chǎn)物，符合原子經(jīng)濟(jì)理念，Ⅱ中有副產(chǎn)物，不符合原子經(jīng)濟(jì)理念，故選Ⅰ；
②平衡時(shí)剩余一氧化碳的物質(zhì)的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率=

(2-0.4)mol

2mol

×100%=80%，故答案為：80%．

點(diǎn)評：本題考查“原子經(jīng)濟(jì)性”概念的理解、熱化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率等，熟練掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，難度中等．