Question

將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一。煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。

而C(g)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：

①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1

②H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)　ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1

③CO(g)＋ O2(g)=CO2(g)　ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1

請(qǐng)你根據(jù)上述信息回答下列問題：

(1)煤是一種成分復(fù)雜的混合物，其中除含碳、氫元素外，還含有氧、硫、氮、砷、硒等元素。所以固體煤燃燒會(huì)導(dǎo)致大氣污染，寫出煤燃燒產(chǎn)生的兩種污染：　　　　　　　　，將石灰石粉與煤粉混合，可以有效地減少煤燃燒過程中的二氧化硫污染，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________

(2)根據(jù)已知熱化學(xué)方程式寫出由煤制備水煤氣的熱化學(xué)方程式：____________________________。

(3)下面是甲、乙兩位同學(xué)對(duì)上述熱化學(xué)方程式及煤燃燒的理解。

甲同學(xué)：1 mol CO與1 mol H2燃燒放出的熱量之和大于1 mol固體炭燃燒放出的熱量，所以煤燃燒時(shí)加入少量水，可以使煤燃燒放出更多的熱量。

乙同學(xué)：根據(jù)下面的物質(zhì)與能量循環(huán)，將煤炭轉(zhuǎn)化為水煤氣，再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤炭放出的熱量相同，而將煤炭轉(zhuǎn)化為水煤氣將會(huì)增加消耗，故煤炭轉(zhuǎn)化為水煤氣得不償失。

C(s)＋H2O(g)＋O2(g) CO2(g)＋H2O(g)

CO(g)＋O2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)＋ O2(g)

請(qǐng)你評(píng)價(jià)兩位同學(xué)的理【解析】

①甲同學(xué)的說法　　　　　(答“正確”或“不正確”)，原因是______________________________________。

②乙同學(xué)的說法　　　　　(答“正確”或“不正確”)，原因是_____________________________________。

 

Answer 1

(1)酸雨(或答“二氧化硫污染大氣”)、含砷粉塵污染、氮氧化物污染(答出兩種即可)

2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2

(2)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1

(3)①不正確　加入水，水汽化需要吸收能量

②不正確　盡管將煤炭轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤炭放出的熱量相同，但水煤氣與氧氣接觸面積大，反應(yīng)速率快，燃燒充分，能量利用率高，污染小

【解析】煤在燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2、NyOx及含砷的化合物等均會(huì)污染大氣。工業(yè)上用CaCO3固硫，發(fā)生的反應(yīng)為：2CaCO3＋2SO2＋O2=2CaSO4＋2CO2。