Question

将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)；C(s)、CO(g)和H₂(g)完全燃烧的热化学方程式为：

C(s)+O₂(g)====CO₂(g) ΔH=-393.5 kJ·mol^-1             （1）

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

CO(g)+12O₂(g)====CO₂(g) ΔH=-283.0 kJ·mol^-1                （3）

请回答：

(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式：___________________。

(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H₂(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律作出如上循环图：

并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。

请分析：甲、乙两同学观点正确的是____________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是__________。

(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点______________。

(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。CO和H₂在一定条件下可以合成：①甲醇 ②甲醛 ③甲酸 ④乙酸。试分析当CO和H₂按1：1的体积比混合反应，合成上述______________(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。

Answer 1

(1)C(s)+H₂O(g)====CO(g)+H₂(g)；ΔH=+131.5 kJ·mol^-1

(2)乙  甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH₁=ΔH₂+ΔH₃且ΔH₂＞0)

(3)①减少污染、②燃烧充分、③方便、④直接燃烧水煤气热量大

(4)②④

解析：(1)据盖斯定律将反应（1）－反应（2）－反应（3）即得C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)的热化学方程式。

(2)虽然1 mol CO(g)和1 mol H₂(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多但由碳转化为水煤气需要吸收热量，能量是守恒的。

(3)将煤转化为水煤气作为燃料避免了固体燃烧不充分，减少了池染物的排放，使用方便、热值高。据“绿色化学”的要求原子利用率为100％，可知化学式为C_nH_2nO_n，故可选②④。