Question

“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點(diǎn)工程，這里的“氣”是指天然氣，其主要成分是甲烷．水煤氣中主要成分是CO和H₂，二者的體積比為l：l．已知：在120℃和一個(gè)大氣壓下，H-H鍵能為436kJ/mol，O=O鍵能為496kJ/mol，H-O鍵能為463kJ/mol；1mol CO氣體完全燃燒生成CO₂氣體放出283kJ熱量；l mol CH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和氣態(tài)水放出802kJ熱量．
（1）寫出120℃和一個(gè)大氣壓下，H₂完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式

 

；
（2）相同條件下，若l mol CH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水，放出的熱量

 

802kJ；（選填“＞”、“=”、“＜”）
（3）忽略水煤氣中其他成分，燃燒等體積的CH₄和水煤氣，所得熱量之比約為

 

；
（4）請(qǐng)結(jié)合以上計(jì)算結(jié)果，敘述相比于水煤氣，天然氣作為燃料的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)焓變，焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法寫出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變；
（2）氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水放熱；
（3）水煤氣中主要成分是CO和H₂，二者的體積比為l：l，l mol CH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和氣態(tài)水放出802kJ熱量，結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算熱量之比；
（4）依據(jù)燃燒等體積的氣體產(chǎn)生的熱量多；產(chǎn)生等量的熱量CO₂排放量少；CO有毒；以天然氣代替水煤氣有利于保護(hù)環(huán)境等因素分析判斷；

解答：解：（1）120℃和一個(gè)大氣壓下，H-H鍵能為436kJ/mol，O=O鍵能為496kJ/mol，H-O鍵能為463kJ/mol；依據(jù)化學(xué)方程式2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g），△H=436×2+496-463×4=-484KJ；H₂完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-484kJ?mol^-1；
故答案為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-484kJ?mol^-1；
（2）l mol CH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和氣態(tài)水放出802kJ熱量，氣態(tài)水變化為液態(tài)放熱，所以相同條件下，l mol CH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水放熱大于802KJ；
故答案為：＞；
（3）依據(jù)熱化學(xué)方程式2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-484kJ?mol^-1；CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802KJ/mol；2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566KJ/mol；水煤氣中主要成分是CO和H₂，二者的體積比為l：l，1molCH₄燃燒放熱802KJ，1molCO、H₂混合氣體放熱

283+242

2

KJ，則燃燒等體積的CH₄和水煤氣，所得熱量之比=802：

283+242

2

=3.1：1
故答案為：3.1：1； 
（4）依據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算分析可知等，燃燒等體積甲烷和混合氣體水煤氣，甲烷放熱多，一氧化碳有毒，以天然氣代替水煤氣有利于保護(hù)環(huán)境；
故答案為：燃燒等體積的氣體產(chǎn)生的熱量多；產(chǎn)生等量的熱量CO₂排放量少；CO有毒；以天然氣代替水煤氣有利于保護(hù)環(huán)境；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫，焓變計(jì)算，反應(yīng)熱量變化的計(jì)算應(yīng)用，燃燒特征的比較分析，題目難度中等．