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11.“西气东输”是西部开发的重点工程,这里的气体是指天然气,其主要成分是甲烷.工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1:1.已知1mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量,1molH2完全燃烧生成液态水放出286kJ热量;1molCH4 气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量.
(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学反应方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ•mol-1,若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量<890kJ(填“>”、“=”或“<”)
(2)忽略水煤气中其它成分,相同状况下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为3.1:1;燃烧生成的CO2 的质量比约为1.55:1.
(3)以上数据和计算说明,以天然气代替水煤气作民用燃料,突出的优点是热值高,污染小.

分析 (1)结合热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和对应焓变;液态水变为气态水吸热;
(2)水煤气中主要成分是CO和H2,二者的体积比为l:l,l mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和气态水放出802kJ热量,结合热化学方程式计算热量之比;
(3)相同物质的量的天然气和水煤气,天然气燃烧放出的热量多,燃烧产生的污染少.

解答 解:(1)1mol H2完全燃烧生成液态水放出286kJ热量,所以H2完全燃烧生成气态水的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ•mol-1;1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量,液态水变为气态水吸热,所以相同条件下,1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量小于890kJ;
故答案为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ•mol-1;<;
(2)依据热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ•mol-1;CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol;2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566KJ/mol;水煤气中主要成分是CO和H2,二者的体积比为l:l,1molCH4燃烧放热890kJ,1molCO、H2混合气体放热$\frac{283+286}{2}$kJ=284.5kJ,相同状况下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为$\frac{Q}{284.5}$:$\frac{Q}{890}$=3.1:1,燃烧生成的CO2的质量比约为$\frac{3.1×\frac{1}{2}×44}{1×44}$=1.55:1; 
故答案为:3.1:1;1.55:1;
(3)以上数据和计算说明,相同物质的量的天然气和水煤气,天然气燃烧放出的热量多,即热值高,燃烧产生的温室气体CO2少,故答案为:热值高,污染小.

点评 本题主要考查了热化学方程式书写,反应热量的计算应用,燃烧特征的比较分析,注意反应中的热量与物质的量成正比,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.某溶液可能含有Clˉ、SO42ˉ、CO32ˉ、NH4+、Fe3+、Fe2+、Al3+ 和Na+.某同学为了确认其成分,取部分试液,设计并完成了如下实验:由此可知原溶液中(  )
A.原溶液中c(Fe3+)=0.2 mol•L-1
B.溶液中至少有4种离子存在,其中Clˉ一定存在,且c(Clˉ)≥0.2 mol•L-1
C.SO42ˉ、NH4+、Na+一定存在,CO32ˉ、Al3+一定不存在
D.要确定原溶液中是否含有Fe2+,其操作为:取少量原溶液于试管中,加入足量酸性高锰酸钾溶液,若溶液紫红色褪去,则证明原溶液中有Fe2+

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质).某课题以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4和硫酸铁铵:

已知:ⅰ.酸性条件下,铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式,Ce3+易水解,Ce4+有较强氧化性.
ⅱ.CeO2不溶于稀硫酸
ⅲ.硫酸铁铵[aFe2(SO43•b(NH42SO4•cH2O]广泛用于水的净化处理.
(1)操作Ⅰ的名称是冷却结晶,检验硫酸铁铵溶液中含有Fe3+的方法是:取少量溶液于试管中,加入KSCN溶液,如果出现血红色,说明原溶液中有三价铁.
(2)反应①之前先要洗涤滤渣B,其目的是为了除去Fe3+、Fe2+(填离子符号).
(3)写出反应①的化学方程式2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO43+O2↑+4H2O.
(4)用滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度.

滴定时所用定量仪器的读数精确为0.1mL;若所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定,则测得该Ce(OH)4产品的质量分数偏大.(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(5)称取14.00g硫酸铁铵样品,将其溶于水配制成100mL溶液,分成两等份,向其中一份加入足量NaOH溶液,过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体;向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO32溶液100mL,恰好完全反应.则该硫酸铁铵的化学式为Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列离子方程式的书写不正确的是(  )
A.氢氧化铁溶于硫酸氢钠溶液中:Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O
B.Mg(HCO32溶液与过量的NaOH溶液反应:Mg2++HCO3-+OH-═MgCO3↓+H2O
C.FeI2溶液中通入过量Cl2:2Fe2++4I-+3Cl2═2Fe3++2I2+6Cl-
D.从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2H++2I-+H2O2═I2+2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,则现象及结论都正确的是(  )
操作现象结论
A先滴加BaCl2溶液再滴加HCl溶液生成白色沉淀原溶液中有SO42-
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C用洁净铁丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈紫色原溶液中有K+
D滴加NaOH溶液,加热,将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH4+
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.下列离子方程式书写正确的是(  )
A.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液混合:Ba2++SO42-═BaSO4
B.澄清的石灰水与稀盐酸反应:OH-+H+═H2O
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D.铁与稀硫酸反应:2Fe+6H+═2Fe3++3H2

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.按要求填空
(1)硫酸铝(写出电离方程式)Al2(SO43=2Al3++3SO42-
(2)稀硫酸跟氧化镁反应(写出离子方程式)MgO+2H+=Mg2++H2O
(3)盐酸跟碳酸氢钠溶液反应(写出离子方程式)H++HCO3-=H2O+CO2
(4)Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓(写出化学方程式)CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaCl
(5)氢氧化铁胶体制备(写出化学方程式)FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe(OH)3(胶体)+3HCl.

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

20.配制一定物质的量浓度的溶液时,下列操作会使所配溶液物质的量浓度偏低的是(  )
A.定容时仰视刻度线B.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒
C.定容时俯视刻度线D.移液前容量瓶中有少量蒸馏水

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质XYZ
初始浓度/mol/L0.10.20
平衡浓度/mol/L0.050.050.1
在3min时达到平衡,下列说法错误的是(  )
A.前3 min内,用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)=0.05mol•L-1•min-1
B.反应达到平衡时,X的转化率为50%
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.反应可表示为X+3Y?2Z,其平衡常数为1600

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