Question

【題目】將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過(guò)化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一。煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為：C+H2OCO+H2。 C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol-1①

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H2=-242.0kJ·mol-1②

CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H3=-283.0kJ·mol-1③

（1）請(qǐng)你根據(jù)以上反應(yīng)，寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式：__________________。

（2）比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知，1molCO(g)和1molH2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1mol C(s)完全燃燒放出的熱量________（填“多”或“少”）。

甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為：“煤炭燃燒時(shí)加少量水，可以使煤炭燃燒放出更多的熱量。”乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出了下列循環(huán)圖：

請(qǐng)你寫出△H1、△H2、△H3、△H4之間存在的關(guān)系式：________________________________。

乙同學(xué)據(jù)此認(rèn)為：“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量，最多與直接燃燒煤放出的熱量相同�！闭�(qǐng)分析：甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是________（填“甲”或“乙”）同學(xué)，另一同學(xué)出現(xiàn)錯(cuò)誤觀點(diǎn)的原因是_________。

Answer 1

【答案】 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5 kJ·mol-1 多 △H1=△H2+△H3+△H4 乙 甲同學(xué)忽視了反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)為吸熱反應(yīng)

【解析】(1)①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5 kJ/mol，②CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=-283.0 kJ/mol，③H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H=-242.0kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，①-②-③得：C(石墨，s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ/mol，故答案為：C(石墨，s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ/mol；

(2)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJmol-1；②H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H2=-242.0kJmol-1；③CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H3=-283.0kJmol-1；比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知，1molCO(g)和1molH2(g)完全燃燒放出的熱量之和，比1molC(s)完全燃燒放出的熱量多；化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的；也就是說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)．即如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱相同；△H1、△H2、△H3、△H4之間存在的關(guān)系式為：△H1=△H2+△H3+△H4；依據(jù)蓋斯定律可知，將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量，最多與直接燃燒煤放出的熱量相同，乙正確；煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量，煤炭燃燒時(shí)加少量水，結(jié)合蓋斯定律可知，煤炭燃燒放出相同的熱量；故答案為：多；△H1=△H2+△H3+△H4；乙；甲同學(xué)忽視了反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)為吸熱反應(yīng)。