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    将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一．煤转化为水煤气的主要化学反应为C＋H2OCO＋H2．C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为：

    C(s)＋O2(g)CO2(g)；ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，

    H2(g)＋O2(g)H2O(g)；ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1，

    CO(g)＋O2(g)CO2(g)；ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1．

    甲同学根据1 mol　CO(g)和1 mol　H2(g)燃烧放出的热量总和比1 mol　C(s)燃烧放出的热量多，认为：“煤炭燃烧时加少量的水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量．”乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：

    乙同学认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样，而将煤转化为水煤气会增加消耗，因此，将煤转化为水煤气得不偿失．”你认为他们的观点对吗？将你的想法与同学交流讨论．

    答案：
    解析：

    　　答案：甲、乙的说法都是错误的．将煤转化为水煤气再燃烧与煤直接燃烧，全部过程中的能量是相等的，水煤气燃烧放出的热量高于煤直接燃烧放出的热量，高出的这部分热量来自于煤转化为水煤气吸收的能量．煤转化为水煤气可以加快反应的速率，增大燃料与氧气的接触，有利于充分利用煤．

    　　思路与技巧：根据盖斯定律，则甲同学所说的热量不等一定错误．ΔH1＝ΔH4＋ΔH3＋ΔH2，可以计算出ΔH4＝131.5 kJ·mol－1，说明C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)是吸热反应，所以煤燃烧直接放出的热量小于水煤气燃烧放出的热量．ΔH1＜ΔH3＋ΔH2．确实煤转化为水煤气会增加一定的消耗，但是消耗的这些能量还会再放出能量．所以总能量是不变的，不会增加消耗．既然总能量相同，那么为什么要将煤转化为水煤气呢？因为固体煤不易充分燃烧，将其转化为水煤气，既可以使煤充分燃烧，而且也可以加快反应的速率，增大燃料与氧气的接触．


    提示：

    本题是盖斯定律在实际生活中的应用．也是对盖斯定律理解的深层次考查，也是我们通常理解盖斯定律常出现的误区，通过这种辨析，可以加深对盖斯定律的理解．


    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料的过程．
    （1）水煤气生产原理为：C（s）+H2O（g）
    高温
    CO（g）+H2（g）；△H=+131.3kJ/mol
    ①该反应自发可能性
    有
    有
    （填有或无）；
    ②一定温度下，在一个容积不变的密闭容器中进行水煤气生产反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
    ABC
    ABC
    （填字母）；
    A．容器内压强不变         B．容器内气体密度不变
    C．v（CO）正=v（H2O）逆      D．c（CO）=c（H2）
    ③下列措施能使C（s）+H2O（g）
    高温
    CO（g）+H2（g）正反应速率增大的是_
    CD
    CD
    ；
    A、增加C（s）的量    B、降温   C、升温    D、充入HI
    （2）将不同量CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容容器中，进行反应
    CO（g）+H2O（g）
    高温
    CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
    实验
    组别    		 温度℃ 起始量/mol 平衡/mol 达平衡所
    需时间/min
    H2O CO H2 CO2 H2 CO2
    1 650 2 4 0 a 1.6 2.4 5
    2 900 1 2 0 b 0.4 1.6 3
    ①实验1中以v（CO）表示反应速率为
    0.16mol∕（L?min）
    0.16mol∕（L?min）
    ；
    ②900℃时，CO2（g）+H2（g）
    高温
     CO（g）+H2O（g）化学平衡常数为
    1.5
    1.5
    ；
    （3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率，为了分别验证温度，催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，至少应该设计
    3
    3
    组实验．
    组别 温度 催化剂 …
    1
    2

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2009?徐州二模）煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程．
    （1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：
    C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol-1，△S=+133.7J?（K?mol）-1
    ①该反应能否自发进行与
    温度
    温度
     有关；
    ②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
    b、c
    b、c
      （填字母，下同）．
    a．容器中的压强不变    b．1mol H-H键断裂的同时断裂2molH-O键
    c．v正（CO）=v逆（H2O）    d．c（CO）=c（H2）
    （2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
    实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
    H2O CO H2 CO
    1 650 2 4 1.6 2.4 5
    2 900 1 2 0.4 1.6 3
    3 900 a b c d t
    ①实验1中以v（CO2） 表示的反应速率为
    0.16mol?（L?min）-1
    0.16mol?（L?min）-1
    ．
    ②该反应的逆反应为
    吸
    吸
    （填“吸”或“放”）热反应
    ③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），且t＜3min，则a、b应满足的关系是
    b=2a，a＞1
    b=2a，a＞1
     （用含a、b的数学式表示）．
    （3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇．一定条件下发生反应：
    CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，下列措施中能使c （CH3OH）增大的是
    c、d
    c、d
    ．
    a．升高温度      b．充入He（g），使体系压强增大
    c．将H2O（g）从体系中分离出来     d．再充入1mol CO2和3mol H2．

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    科目：高中化学 来源：2013-2014学年山西省高三下学期第一次月考化学试卷（解析版） 题型：填空题

    随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

    Ⅰ．处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。

    CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)? △H1＝－574kJ·mol­－1

    CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)??? △H2

    CH4(g)+2NO2 (g)＝N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)????? △H3＝－867kJ·mol－1

    则△H2＝???????????????? 。

    Ⅱ．化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。（1）将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一，反应为??? C(s) + H2O(g)＝ CO(g) + H2(g)，

    该反应的化学平衡常数表达式为K＝???????????????????? 。 800℃时，将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中，发生反应：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变，t2时再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡将????? 移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2时，若改变反应条件，导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化，则改变的条件可能是??????? （填符号）。

    a加入催化剂 ???? b降低温度?? ? c缩小容器体积 ???? d减少CO2的量

    （2）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

    ①用离子方程式表示反应器中发生的反应???????????????????????? 。

    ②用化学平衡移动的原理分析，在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是??????????????? 。

    Ⅲ．开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示：

    通入a气体的电极是原电池的? ??? （填“正”或“负”），

    其电极反应式为? ??? ???? ????? 。

     

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    科目：高中化学 来源：2014届江苏省无锡市高三上学期期中调研考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

    Ⅰ．处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。

    CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H1＝－574kJ·mol­－1

    CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2

    CH4(g)+2NO2 (g)＝N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)      △H3＝－867kJ·mol－1

    则△H2＝                  。

    Ⅱ． 化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。（1）将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一，反应为C(s) + H2O(g)＝ CO(g) + H2(g)，

    该反应的化学平衡常数表达式为K＝                     。 800℃时，将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中，发生反应：CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)，反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变，t2时再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡将      移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2时，若改变反应条件，导致H2浓度发生如图t2后所示的变化，则改变的条件可能是        （填符号）。

    a加入催化剂       b降低温度       c缩小容器体积        d减少CO2的量

    （2）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

    ①用离子方程式表示反应器中发生的反应                         。

    ②用化学平衡移动的原理分析，在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是                。

    Ⅲ．开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示：

    通入a气体的电极是原电池的      极（填“正”或“负”），其电极反应式为                   。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

    Ⅰ．处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。

    CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H1=－574kJ·mol­－1

    CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2

    CH4(g)+2NO2 (g)= N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)      △H3=－867kJ·mol－1

    则△H2=                 。

    Ⅱ． 化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。

    （1）      将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一，反应为

    C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g)

    该反应的化学平衡常数表达式为K=                     。

         800℃时，将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中，发生反应：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变，t2时再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡将      移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2时，若改变反应条件，导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化，则改变的条件可能是        （填符号）。

    a加入催化剂　  b降低温度　  c缩小容器体积　  d减少CO2的量

    （2）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

     


    ①用离子方程式表示反应器中发生的反应                         。

    ②用化学平衡移动的原理分析，在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是                                                                  。

    Ⅲ．开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示：

                                                             

    通入a气体的电极是原电池的      极（填“正”或“负”），其电极反应式为       。                   

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