Question

18．將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(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（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）．C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1，
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ•mol^-1，
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•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)生成CO和H₂的熱化學(xué)方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5kJ/mol．
（2）比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)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多（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△H₁=△H₂+△H₃+△H₄．
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．”請(qǐng)分析：甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是乙（填“甲”或“乙”）同學(xué)，另一同學(xué)出現(xiàn)錯(cuò)誤觀點(diǎn)的原因是甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)燃燒熱寫出熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)蓋斯定律來解答；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式分析判斷反應(yīng)放出的熱量；
根據(jù)蓋斯定律：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，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；
根據(jù)煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量分析．

解答 解：（1）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ•mol^-1，
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1，
根據(jù)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；
（2）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ•mol^-1，
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-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，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)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了熱化學(xué)方程式書寫和計(jì)算，蓋斯定律的應(yīng)用分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡單．