Question

【題目】數(shù)十年來，化學工作者對碳的氧化物和氫化物做了廣泛深入的研究并取得了一些重要成果． 已知：C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=﹣393kJmol﹣1
2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）；△H=﹣566kJmol﹣1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H=﹣484kJmol﹣1
（1）工業(yè)上常采用將水蒸氣噴到灼熱的炭層上實現(xiàn)煤的氣化（制得CO、H2），該反應的熱化學方程式是 ．
（2）上述煤氣化過程中需向炭層交替噴入空氣和水蒸氣，噴入空氣的目的是；該氣化氣可在加熱和催化劑下合成液體燃料甲醇，該反應方程式為 ．
（3）電子工業(yè)中使用的一氧化碳常以甲醇為原料通過脫氫、分解兩步反應得到． 第一步：2CH3OH（g）═HCOOCH3（g）+2H2（g）△H＞0
第二步：HCOOCH3（g）═CH3OH（g）+CO（g）△H＞0

①第一步反應的機理可以用圖1表示：圖中中間產(chǎn)物X的結(jié)構(gòu)簡式為 ．
②以甲醇制一氧化碳的反應為反應（填“吸熱”、“放熱”）．
（4）天然氣可重整生產(chǎn)化工原料，最近科學家們利用天然氣無氧催化重整獲得芳香烴X．由質(zhì)譜分析得X的相對分子質(zhì)量為106，其核磁共振氫譜如圖2，則X的結(jié)構(gòu)簡式為 ．
（5）C2H4可用于煙氣脫硝．為研究溫度、催化劑中Cu2+負載量對其NO去除率的影響，控制其他條件一定，實驗結(jié)果如3圖所示．為達到最高的NO去除率，應選擇的反應溫度和Cu2+負載量分別是 ．

Answer 1

【答案】
（1）C（s）+H2O（g）═CO （g）+H2（g）△H=+132 kJ?mol﹣1
（2）讓部分炭燃燒,提供炭與水蒸氣反應所需要的熱量； CO+2H2 CH3OH
（3）HCHO；吸熱
（4）
（5）350℃左右、3%
【解析】解：（1）已知：①C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=﹣393kJmol﹣1

②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）；△H=﹣566kJmol﹣1

③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H=﹣484kJmol﹣1

將（①×2﹣②﹣③）× 得到反應C（s）+H2O（g）=CO （g）+H2（g），則△H═（﹣393kJmol﹣1×2+566kJmol﹣1+484kJmol﹣1）× =+132 kJmol﹣1

所以答案是：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+132 kJmol﹣1（2）根據(jù)（1）煤和水蒸氣的反應生成一氧化碳和氫氣要吸熱，故噴入空氣的目的是讓部分炭燃燒，提供炭與水蒸氣反應所需要的熱量，

一氧化碳和氫氣在一定條件下合成甲醇的原理為：CO+2H2 CH3OH，所以答案是：讓部分炭燃燒，提供炭與水蒸氣反應所需要的熱量；CO+2H2 CH3OH（3）①依據(jù)圖示和分解反應過程，結(jié)合原子守恒可知，甲醇去氫后得到的是甲醛，化學式為HCHO，

所以答案是：HCHO

②∵第一步：2CH3OH（g）═HCOOCH3（g）+2H2（g）△H＞0

第二步：HCOOCH3（g）═CH3OH（g）+CO（g）△H＞0

∴第一步+第二步得：CH3OH（g）═2H2（g）+CO（g）△H＞0，故反應吸熱，

所以答案是：吸熱（4）芳香烴X的相對分子質(zhì)量為l06，設(shè)其分子式為CxHy，由 =8…10=8…10，可知分子式為C8H10，分子中含有一個苯環(huán)，為苯的同系物，核磁共振氫譜中有2個峰，可知分子中含有2種環(huán)境的H，應含有2個甲基且處于對位位置，則X的結(jié)構(gòu)簡式為 ，

所以答案是： ；（5）滿足脫硝率高，負載率低，適宜的溫度，由圖可知，適合條件為350℃左右，3%，

所以答案是：350℃左右、3%

【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解反應熱和焓變的相關(guān)知識，掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱．