Question

18．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（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分别为：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1，
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ•mol^-1，
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1．
请回答：
（1）根据以上数据，写出C（s）与水蒸气反应生成CO和H₂的热化学方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5kJ/mol．
（2）比较反应热数据可知，1mol CO（g）和1mol H₂（g）完全燃烧放出的热量之和，比1mol C（s）完全燃烧放出的热量多（填“多”或“少”）．
甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，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：

请你写出△H₁、△H₂、△H₃、△H₄之间存在的关系式△H₁=△H₂+△H₃+△H₄．
乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同．”请分析：甲、乙两同学观点正确的是乙（填“甲”或“乙”）同学，另一同学出现错误观点的原因是甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量．

Answer 1

分析 （1）先根据燃烧热写出热化学方程式，然后根据盖斯定律来解答；
（2）依据热化学方程式分析判断反应放出的热量；
根据盖斯定律：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；
根据煤转化为水煤气要吸收热量分析．

解答 解：（1）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ•mol^-1，
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1，
根据盖斯定律，①-②-③得：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5kJ/mol，
故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5kJ/mol；
（2）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ•mol^-1，
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ•mol^-1，
比较反应热数据可知，1molCO（g）和1molH₂（g）完全燃烧放出的热量之和，比1molC（s）完全燃烧放出的热量多，
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；
△H₁、△H₂、△H₃、△H₄之间存在的关系式为：△H₁=△H₂+△H₃+△H₄；
依据盖斯定律可知，将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同，乙正确；
煤转化为水煤气要吸收热量，煤炭燃烧时加少量水，结合盖斯定律可知，煤炭燃烧放出相同的热量；
故答案为：多；△H₁=△H₂+△H₃+△H₄；乙；甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量．

点评 本题主要考查了热化学方程式书写和计算，盖斯定律的应用分析，掌握基础是关键，题目较简单．