Question

“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點工程，這里的氣是指天然氣，其主要成分是甲烷。工業(yè)上將碳與水在高溫下反應制得水煤氣，水煤氣的主要成分是CO和H₂，兩者的體積比約為1∶1。已知1 mol CO氣體完全燃燒生成CO₂氣體放出283 kJ熱量；1molH₂完全燃燒生成液態(tài)水放出286 kJ熱量；1molCH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。

(1)寫出H₂完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學反應方程式：__________________，若1molCH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和水蒸氣，放出的熱量____________890kJ(填“＞ ”“=”或“＜”)。

(2)忽略水煤氣中其他成分，相同狀況下若得到相等的熱量，所需水煤氣與甲烷的體積比約為____________；燃燒生成的CO₂的質(zhì)量比約為____________。

(3)以上數(shù)據(jù)和計算說明，以天然氣代替水煤氣作民用燃料，突出的優(yōu)點是________________________________________________。

Answer 1

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

(2)3∶1   3∶2

(3)燃燒值高，減少CO₂的排放量，有利于保護環(huán)境

解析:

(1)因為H₂O(l)H₂O(g)要吸收熱量，故1 mol CH₄完全燃燒生成CO₂(g)和H₂O(g)放出熱量小于890 kJ。(2)設水煤氣的物質(zhì)的量為n₁(則CO、H₂的物質(zhì)的量均為n₁/2)，CH₄的物質(zhì)的量為n₂，若得到相等的熱量，則有×283kJ·mol^-1+×286kJ·mol^-1=n₂×890 kJ·mol^-1,=3∶1。生成CO₂的質(zhì)量之比=生成CO₂物質(zhì)的量之比=∶n₂=∶1=3∶2。