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化学
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已知 (CO)(g) 和 (H)_2(O)(g) 的标准摩尔生成焓 (298 K) 分别为 -110.53 , (kJ) cdot (mol)^-1 和 -241.82 , (kJ) cdot (mol)^-1。工业化的水煤气反应为 (H)_2(O)(g) + (C)(s) leftharpoons (CO)(g) + (H)_2(g)。现将水蒸气通入 1000 ,^circ (C) 的焦炭中,若要维持温度不变,且假定碳与氧气反应产生的热量中有 20% 散失(按 298 , (K) 计算)。下列选项中正确的是(可能有多项正确):A. 水煤气反应的 Delta_(r)H_(m)^ominus(298 , (K)) 为 131.29 , (kJ) cdot (mol)^-1B. 水煤气反应的 Delta_(r)H_(m)^ominus(298 , (K)) 为 -131.29 , (kJ) cdot (mol)^-1C. 进料中水蒸气与空气的体积比应为 1:2D. 进料中水蒸气与空气的体积比应为 1:1E. 碳燃烧反应 (C)(s) + (O)_2(g) arrow (CO)_2(g) 的 Delta_(r)H_(m)^ominus(298 , (K)) 为 -393.51 , (kJ) cdot (mol)^-1F. 由于水煤气反应吸热,需要碳燃烧放热来维持温度G. 在热平衡计算中,碳燃烧放热有 20% 散失,因此有效利用率为 80%H. 水煤气反应的 Delta_(r)H_(m)^ominus 计算错误,应为 -110.53 , (kJ) cdot (mol)^-1I. 进料中水蒸气与空气的体积比应为 2:1J. 维持温度不变时,系统热力学能变化为零

已知 $\text{CO}(g)$ 和 $\text{H}_2\text{O}(g)$ 的标准摩尔生成焓 (298 K) 分别为 $-110.53 \, \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$ 和 $-241.82 \, \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$。工业化的水煤气反应为 $\text{H}_2\text{O}(g) + \text{C}(s) \rightleftharpoons \text{CO}(g) + \text{H}_2(g)$。现将水蒸气通入 $1000 \,^{\circ} \text{C}$ 的焦炭中,若要维持温度不变,且假定碳与氧气反应产生的热量中有 $20\%$ 散失(按 $298 \, \text{K}$ 计算)。下列选项中正确的是(可能有多项正确): A. 水煤气反应的 $\Delta_{r}H_{m}^{\ominus}(298 \, \text{K})$ 为 $131.29 \, \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$ B. 水煤气反应的 $\Delta_{r}H_{m}^{\ominus}(298 \, \text{K})$ 为 $-131.29 \, \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$ C. 进料中水蒸气与空气的体积比应为 $1:2$ D. 进料中水蒸气与空气的体积比应为 $1:1$ E. 碳燃烧反应 $\text{C}(s) + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g)$ 的 $\Delta_{r}H_{m}^{\ominus}(298 \, \text{K})$ 为 $-393.51 \, \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$ F. 由于水煤气反应吸热,需要碳燃烧放热来维持温度 G. 在热平衡计算中,碳燃烧放热有 $20\%$ 散失,因此有效利用率为 $80\%$ H. 水煤气反应的 $\Delta_{r}H_{m}^{\ominus}$ 计算错误,应为 $-110.53 \, \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$ I. 进料中水蒸气与空气的体积比应为 $2:1$ J. 维持温度不变时,系统热力学能变化为零

题目解答

答案

1. 根据标准生成焓,水煤气反应的ΔrH°(298K)为: \[ \Delta_rH° = (-110.53) - (-241.82) = 131.29 \, \text{kJ/mol} \] 故A正确,B错误。 2. 碳燃烧反应ΔrH° = -393.51 kJ/mol,E正确。 3. 热量平衡:每1 mol H₂O需吸收131.29 kJ,对应0.417 mol C燃烧,需约2 mol空气,故水蒸气与空气体积比为1:2,C正确。 4. 水煤气反应吸热,需碳燃烧放热维持温度,F正确。 5. 碳燃烧放热有20%散失,有效利用率为80%,G正确。 6. ΔrH°应为131.29 kJ/mol,H、I错误。 7. 维持温度不变时,系统热力学能变化不为零,J错误。 答案:A. 正确 C. 正确 E. 正确 F. 正确 G. 正确

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