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+H2OCO+H2。 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) △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）請你根據以上反應，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1mol C(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�！币彝瑢W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�！闭埛治觯杭�、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】 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5 kJ·mol-1 多 △H1=△H2+△H3+△H4 乙 甲同學忽視了反應C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)為吸熱反應

【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；甲同學忽視了反應C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)為吸熱反應。