Question

【題目】將煤轉化為水煤氣是通過化學方法將煤轉化為潔凈燃料的方法之一．煤轉化為水煤氣的主要化學反應為C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）．C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃燒的熱化學方程式分別為：
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1 ，
H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H2=﹣242.0kJmol﹣1 ，
CO（g）+ O2（g）═CO2（g）△H3=﹣283.0kJmol﹣1 ．
請回答：
（1）根據以上數據，寫出C（s）與水蒸氣反應生成CO和H2的熱化學方程式： ．
（2）比較反應熱數據可知，1mol CO（g）和1mol H2（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”）．
（3）甲同學據此認為：“煤炭燃燒時加少量水，可以使煤炭燃燒放出更多的熱量．”
乙同學根據蓋斯定律作出了下列循環圖：

請你寫出△H1、△H2、△H3、△H4之間存在的關系式 ．
（4）乙同學據此認為：“將煤轉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．”請分析：甲、乙兩同學觀點正確的是（填“甲”或“乙”）同學，另一同學出現錯誤觀點的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.5kJ/mol
（2）多
（3）△H1=△H2+△H3+△H4
（4）乙；甲同學忽略了煤轉化為水煤氣要吸收熱量
【解析】解：①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5 kJ/mol，②H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H2=﹣242.0kJmol﹣1 ， ③CO（g）+ O2（g）═CO2（g）△H3=﹣283.0kJmol﹣1 ，
根據蓋斯定律，①﹣②﹣③得：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.5kJ/mol，故答案為：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.5kJ/mol；
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 ， 比較反應熱數據可知，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，化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的；也就是說，化學反應的反應熱只與反應的始態和終態有關，與反應途徑無關．即如果一個反應可以分幾步進行，則各步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱相同；△H1、△H2、△H3、△H4之間存在的關系式為：△H1=△H2+△H3+△H4；依據蓋斯定律可知，將煤轉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；煤轉化為水煤氣要吸收熱量，煤炭燃燒時加少量水，結合蓋斯定律可知，煤炭燃燒放出相同的熱量；故答案為：多；△H1=△H2+△H3+△H4；乙；甲同學忽略了煤轉化為水煤氣要吸收熱量．
（1）先根據燃燒熱寫出熱化學方程式，然后根據蓋斯定律來解答；（2）依據熱化學方程式分析判斷反應放出的熱量；
根據蓋斯定律：化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的；也就是說，化學反應的反應熱只與反應的始態和終態有關，與反應途徑無關．即如果一個反應可以分幾步進行，則各步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱相同；
根據煤轉化為水煤氣要吸收熱量分析．