Question

“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的气是指天然气，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1 mol CO气体完全燃烧生成CO₂气体放出283 kJ热量；1molH₂完全燃烧生成液态水放出286 kJ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：__________________，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)忽略水煤气中其他成分，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____________；燃烧生成的CO₂的质量比约为____________。

(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________________________________________________。

Answer 1

(1)2H₂(g)+O₂(g)2H₂O(l) ΔH=-572kJ·mol^-1   ＜

(2)3∶1   3∶2

(3)燃烧值高，减少CO₂的排放量，有利于保护环境

解析:

(1)因为H₂O(l)H₂O(g)要吸收热量，故1 mol CH₄完全燃烧生成CO₂(g)和H₂O(g)放出热量小于890 kJ。(2)设水煤气的物质的量为n₁(则CO、H₂的物质的量均为n₁/2)，CH₄的物质的量为n₂，若得到相等的热量，则有×283kJ·mol^-1+×286kJ·mol^-1=n₂×890 kJ·mol^-1,=3∶1。生成CO₂的质量之比=生成CO₂物质的量之比=∶n₂=∶1=3∶2。