Question

【题目】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

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484.0 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1

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

（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做出下列循环图:

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”。请甲、乙两同学观点正确的是_____(填“甲”或“乙”)；判断的理由是_________________________________________。

（3）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

【答案】C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1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)②④

【解析】

(1)①C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJ/mol，②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484.0 kJ·mol－1，③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1，根据盖斯定律，得：C(石墨，s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.5 kJ/mol，故答案为：C(石墨，s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.5 kJ/mol；

(2)化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，与反应途径无关．即如果一个反应可以分几步进行，则各步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同；煤转化为水煤气要吸收热量，故答案为：乙；甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量；

(3)“绿色化学”能实现零排放，即反应物中的原子利用率达到100%，也就是说反应类型一般是化合反应，且反应后产物中的各原子数目比不变，CO和H2在一定条件下按照1：1反应，则只要各选项中的化学式能化为形式(CO)1(H2)1，都是正确的。①甲醇(CH4O)可变为(CO)1(H2)2，所以①不符合要求；②甲醛(CH2O)可变为(CO)1(H2)1，②符合要求；③甲酸(CH2O2)不能变为(CO)1(H2)1的形式，所以理论上③不符合要求；④乙酸(C2H4O2)可变为(CO)2(H2)2，所以理论上④符合要求；故答案为：②④。