Question

9．“西氣東輸”的氣體是指天然氣，主要成分是甲烷．工業(yè)上用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H₂，兩者體積比約為1：1.100℃，101kpa時，1mol CO氣體完全燃燒生成CO₂氣體放出283kJ熱量，1molH₂完全燃燒生成氣態(tài)水放出242kJ熱量；1molCH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和氣態(tài)水放出802kJ熱量．
（1）寫出H₂完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ/mol；
（2）100℃，101kpa時，忽略水煤氣中其它成分，相同狀況下若產(chǎn)生相等的熱量，則所需水煤氣體積是甲烷體積的3.06倍，水煤氣放出CO₂的體積是甲烷放出CO₂的體積的1.5倍（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)焓變；
（2）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)方程式計算熱量之比．

解答 解：（1）1mol H₂完全燃燒生成氣態(tài)水放出242kJ熱量，所以H₂完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ•mol^-1，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-242kJ/mol；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-242kJ•mol^-1；
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802kJ/mol；
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/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$\frac{283+242}{2}$kJ=262.5kJ，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$\frac{Q}{262.5}$：$\frac{Q}{802}$=3.06：1，所需水煤氣體積是甲烷體積的3.06倍，燃燒生成的CO₂的體積比等于其物質(zhì)的量之比$\frac{3.06×\frac{1}{2}}{1}$=1.5：1，水煤氣放出CO₂的體積是甲烷放出CO₂的體積的1.5倍，
故答案為：3.06，1.5．

點評 本題主要考查了熱化學(xué)方程式書寫，反應(yīng)熱量的計算應(yīng)用，燃燒特征的比較分析，注意反應(yīng)中的熱量與物質(zhì)的量成正比，題目難度中等．