Question

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+H₂O（g）

高溫  .

 CO+H₂．C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃燒的熱化學方程式分別為：
①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1；
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H₂=-242.0kJ?mol^-1；
③CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ?mol^-1；
試回答：
（1）請你根據以上數據，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，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

 

（填“多”或“少”）．
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

 

．
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、乙兩同學的觀點正確的是

 

（填“甲”或“乙”）同學，另一同學出現錯誤觀點的原因是

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算

專題：化學反應中的能量變化

分析：（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．

解答： 解：（1）①C（石墨，s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，
②CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0 kJ/mol，
③H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-242.0kJ/mol，
④H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol，
根據蓋斯定律，①-②-③+④得：C（石墨，s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+87.5kJ/mol，
故答案為：C（石墨，s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+87.5kJ/mol；
（2）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1；
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H₂=-242.0kJ?mol^-1；
③CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H₃=-283.0kJ?mol^-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．

點評：本題主要考查了熱化學方程式書寫和計算，蓋斯定律的應用分析，掌握基礎是關鍵，題目較簡單．