Question

20．燃料和能源是化学知识与社会生活联系极为密切的内容．我们要关注矿物能源的合理利用，积极研究、开发新能源．
（1）新能源应该具有原材料易得、燃烧时产生的热量多且不会污染环境的特点．在煤炭、石油、煤气、氢气中，前途广阔的能源是氢气．
（2）近年来，我国煤矿事故大多是由于瓦斯暴炸所致．瓦斯中含有甲烷和一氧化碳等气体，当矿井中瓦斯浓度达到一一定范围时遇明火即燃烧爆炸．为避免灾难的发生应采取的切实可行的措施
有①③（填序号）
①加强安全管理，杜绝明火源   ②降低瓦斯气体的着火点
③提高通风能力   ④将矿井中的氧气抽去
（3）为了提高煤的热效应，同时减少燃烧时的环境污染，常将煤转化为水煤气，这是将煤转化为洁净燃料的方法之一．水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，它是由煤炭和水蒸气反应制得的，已知C（石墨）、CO、H₂燃烧的热化学方程式为：
C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁=-393.5kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）；△H₂=-241.8kJ•mol^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）；△H₃=-283.0kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（1）；△H₄=-285.8kJ•mol^-1
请回答下列问题：
①根据上述提供的热化学方程式计算，36g水由液态变成气态的热量变化是吸收88kJ．
②写出C（s，石墨）与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式C（s，石墨）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1．
③丙烷是液化石油气的主要成分之一，丙烷燃烧的热化学方程式为：
C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-2220.0kJ•mol^-1
相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时，产生的热量之比为2220：283．

Answer 1

分析 （1）煤炭、石油属于化石能源，燃烧容易污染环境，煤气燃烧会生成导致温室效应的气体，氢气燃烧生成水，热值高、无污染；
（2）杜绝明火源、提高通风能力可以防止瓦斯爆炸；可燃物的着火点一般情况下不能改变；将矿井中的氧气抽尽是不现实的，也是不可以的；
（3）①由氢气燃烧生成H₂O（g）与生成H₂O（l）的热化学方程式可知：H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，据此计算；
②根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数进行相应的计算；
③根据热化学方程式计算相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时产生的热量之比．

解答 解：（1）煤炭、石油属于化石能源，燃烧容易污染环境，煤气燃烧会生成导致温室效应的气体，氢气燃烧生成水，热值高、无污染，是前途广阔的能源，
故答案为：氢气；
（2）①加强安全管理，杜绝明火源可以防止瓦斯爆炸，故①正确；
②瓦斯的着火点一般情况下不能改变，故②错误；
③提高通风能力可以降低瓦斯的浓度，可以防止瓦斯爆炸，故③正确；
④将矿井中的氧气抽尽是不现实的，也是不允许的，因为工人在井下作业需要氧气，故④错误，
故答案为：①③；
（3）①已知：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g），△H₂=-241.8kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l），△H₄=-285.8kJ•mol^-1
根据盖斯定律可得：H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，
故36g水由液态变成气态相应吸收热量$\frac{36g}{18g}$×44kJ=88kJ，
故答案为：吸收88kJ；
②已知：Ⅰ、C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g），△H₁=-393.5kJ•mol^-1
Ⅱ、H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g），△H₂=-241.8kJ•mol^-1
Ⅲ、CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g），△H₃=-283.0kJ•mol^-1
根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅲ-Ⅱ可得C（s，石墨）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，
故答案为：C（s，石墨）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1；
③根据热化学方程式可知，相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时产生的热量之比为2220.0kJ•mol^-1：283.0kJ•mol^-1=2220：283
故答案为：2220：283．

点评 本题考查热化学方程式的书写及有关计算，难度中等，注意理解热化学方程式的意义与盖斯定律．