將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(石墨,s)+H
2O(g)═CO(g)+H
2(g).已知:C(石墨,s)、H
2(g)和CO(g)的燃燒熱分別是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、283.0kJ/mol;H
2O(g)=H
2O(l)△H=-44.0kJ/mol.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫(xiě)出C(石墨,s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol
C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol
.
(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1mol CO(g)和1mol H
2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1mol C(石墨,s)完全燃燒放出的熱量多.甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出如圖1所示循環(huán)圖,并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣后再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”.
請(qǐng)?jiān)u價(jià)甲、乙兩同學(xué)的觀點(diǎn),正確的是
乙
乙
(填“甲”或“乙”),判斷的理由是
甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量
甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量
.
(3)人們把拆開(kāi)1mol化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能.已知:石墨、O
2分子中化學(xué)鍵的鍵能分別是460.7kJ/mol、497kJ/mol,則C=O鍵的鍵能為
1136.3
1136.3
kJ/mol.
(4)煉鐵高爐中可將煤轉(zhuǎn)化為CO再還原鐵的氧化物,已知煉鐵過(guò)程中有下列熱化學(xué)方程式:
①Fe
2O
3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO
2(g)△H=-24.8kJ/mol
②Fe
2O
3(s)+CO(g)=2Fe
3O
4(s)+CO
2(g)△H=-47.2kJ/mol
③Fe
3O
4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO
2(g)△H=+640.4kJ/mol
由FeO固體得到Fe固體和CO
2氣體時(shí)對(duì)應(yīng)的△H約為
-218.0
-218.0
kJ/mol.
(5)水煤氣也是重要的有機(jī)化工原料.CO和H
2在一定條件下可以合成甲醛,能滿足“綠色化學(xué)”的要求,完全利用原料中的原子,實(shí)現(xiàn)零排放.該反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖2所示.該反應(yīng)屬于
吸熱
吸熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),該反應(yīng)的△H=
反應(yīng)物質(zhì)的總能量-生成物的總能量
反應(yīng)物質(zhì)的總能量-生成物的總能量
.