Question

將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：

C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJ·mol－1

CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

請(qǐng)回答：

(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________。

(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”；乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出下列循環(huán)圖：

 

并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。

請(qǐng)分析：甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是________(填“甲”或“乙”)；判斷的理由是________。

(3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)列舉其中的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)________。

(4)水煤氣不僅是優(yōu)良的氣體燃料，也是重要的有機(jī)化工原料。CO和H2在一定條件下可以合成：①甲醇；②甲醛；③甲酸；④乙酸。試分析當(dāng)CO和H2按1：1的體積比混合反應(yīng)，合成上述________(填序號(hào))物質(zhì)時(shí)，可以滿足“綠色化學(xué)”的要求，完全利用原料中的原子，實(shí)現(xiàn)零排放。

 

Answer 1

(1)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1　(2)乙；甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3且ΔH2>0)　(3)減少污染；燃燒充分；方便運(yùn)輸(答兩點(diǎn)即可)　(4)②④

【解析】根據(jù)蓋斯定律將熱化學(xué)方程式合并即可得C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1，由此可知煤轉(zhuǎn)化成水煤氣是吸熱反應(yīng)，而甲正是忽略了這個(gè)問題，才誤認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化成水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量。”CO和H2按1：1反應(yīng)合成物質(zhì)時(shí)，達(dá)到零排放，符合“綠色化學(xué)”的要求，則合成的物質(zhì)的最簡(jiǎn)式應(yīng)滿足CH2O，②、④符合。