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(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)　ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1

H₂(g)＋1/2O₂(g)===H₂O(g)　ΔH₂＝－242.0 kJ·mol^－1

CO(g)＋1/2O₂(g)===CO₂(g)　ΔH₃＝－283.0 kJ·mol^－1

請回答：

(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，1 mol CO(g)和1 mol H₂(g)完全燃燒放出的熱量之和，比1 mol 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�！�

乙同學根據蓋斯定律作出了下列循環(huán)圖：

請你寫出ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃、ΔH₄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　(1)C(s)＋H₂O(g)===CO(g)＋H₂(g)

ΔH＝＋131.5 kJ·mol^－1

(2)多　ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₄　乙　甲同學忽視了生成水煤氣的反應為吸熱反應

解析　(2)由于C(s)與水蒸氣反應要吸熱，所以1 mol CO和1 mol H₂的能量比1 mol C(s)和1 mol H₂O(g)的能量多，燃燒后放出的能量同樣也多；反應的總能量是守恒的，所以甲同學的說法不正確的，原因是他忽視了反應C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)為吸熱反應，已經從環(huán)境中吸收了能量，而能量在轉化過程中往往會有損失，所以乙同學說得對，即使沒有損失也只能與直接燃燒煤放出的熱量相同。