Question

6．已知：①將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C（s）+H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g）；
②C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H=-393.5kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）；△H=-242.0kJ•mol^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂═CO₂（g）；△H=-283.0kJ•mol^-1
請回答：
（1）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C（s）與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5kJ/mol．
（2）比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知，1mol CO（g）和1mol H₂（g）完全燃燒放出的熱量之和比1mol C（s）完全燃燒放出的熱量多．甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”；乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出循環(huán)圖，并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”．
請分析：甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是乙（填“甲”或“乙”）；判斷的理由是甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量．
（3）將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點(diǎn)，請列舉其中的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)減少污染、燃燒充分．
（4）已知熱化學(xué)方程式：
   Mg（OH）₂（s）=MgO（s）+H₂O（g）△H₁=+81.5kJ•mol^-1
Al（OH）₃（s）=$\frac{1}{2}$Al₂O₃（s）+$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H₂=+87.7kJ•mol^-1
①M(fèi)g（OH）₂和Al（OH）₃起阻燃作用的主要原因是Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時(shí)生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al₂O₃覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳．
②等質(zhì)量Mg（OH）₂和Al（OH）₃相比，阻燃效果較好的是Mg（OH）₂，原因是等質(zhì)量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)燃燒熱寫出熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)蓋斯定律來解答；
（2）根據(jù)蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的；也就是說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)．即如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱相同；根據(jù)煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量；
（3）增大可燃物與氧氣的接觸面積或增大氧氣的濃度可以促進(jìn)可燃物的燃燒；
（4）①根據(jù)Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解的反應(yīng)熱及其氧化物的熔點(diǎn)分析；
②根據(jù)等質(zhì)量的氫氧化物分解時(shí)吸收的熱量相對大小分析．

解答 解：（1）①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0 kJ/mol，
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-242.0kJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，①-②-③得：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5kJ/mol，
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5kJ/mol；
（2）化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的；也就是說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)，即如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱相同；煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量，
故答案為：乙；甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量；
（3）通過改變對煤粉的加工，使煤與空氣的接觸面積增大，燃燒更充分，減少污染物的排放，
故答案為：減少污染、燃燒充分；
（4）①M(fèi)g（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降，使環(huán)境穩(wěn)定達(dá)到著火點(diǎn)以下，阻止了燃料的燃燒；且同時(shí)生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al₂O₃覆蓋在可燃物表面，使阻燃效果更佳，
故答案為：Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時(shí)生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al₂O₃覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳；
②Mg（OH）₂的吸熱效率為：81.5kJ•mol^-1/58g•mol^-1=1.41 kJ•g^-1；Al（OH）₃的吸熱效率為：87.7kJ•mol^-1/78g•mol^-1=1.12 kJ•g^-1；
等質(zhì)量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多，所以阻燃效果較好的是Mg（OH）₂，
故答案為：Mg（OH）₂；等質(zhì)量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多．

點(diǎn)評 本題主要考查了蓋斯定律的應(yīng)用，鎂、鋁的重要化合物的性質(zhì)，題目難度中等，能準(zhǔn)確篩選有用信息是解本題的關(guān)鍵，注意掌握蓋斯定律的含義及在熱化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．