Question

（10分）“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點工程，這里的氣體是指天然氣，其主要成分是甲烷。工業(yè)上將碳與水在高溫下反應(yīng)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1mol CO氣體完全燃燒生成CO₂氣體放出283kJ熱量，1molH₂完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ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(xué)反應(yīng)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）忽略水煤氣中其它成分，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)；△H=－572kJ?mol^-1  <
（2）25：8  3：1 （3）燃燒值高，減少CO₂的排放量，有利于保護(hù)環(huán)境

（1）1molH₂完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量，所以H₂完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式2H₂(g)+O₂(g) ="=" 2H₂O(l)；△H=－572kJ?mol^-1。由于水蒸氣的能量高于液態(tài)水的能量，所以1molCH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和水蒸氣，放出的熱量小于890kJ。
（2）2mol水煤氣完全燃燒放出的熱量是283kJ＋286kJ＝569kJ，要放出569kJ的能量需要甲烷是569÷890＝0.64mol，其體積比越是25︰8。0.64mol甲烷質(zhì)量是0.64mol×16g/mol＝10.23g，所以水煤氣與甲烷的質(zhì)量約為（28＋2）÷10.23＝3︰1.
（3）根據(jù)（2）可知放出相同的熱量，消耗的甲烷質(zhì)量少，所以燃燒值高，且能減少CO₂的排放量，有利于保護(hù)環(huán)境。