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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+H2O（g）CO+H2。

C（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）；ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

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

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

試回答：

（1）請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C（s）與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式：  ①  。

（2）比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知，1 mol CO（g）和1 mol H2（g）完全燃燒放出的熱量之和，比1 mol C（s）完全燃燒放出的熱量  ②  （填“多”或“少”）。

甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為：“煤炭燃燒時加少量水，可以使煤炭燃燒放出更多的熱量。”

乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出了下列循環(huán)圖

C（s）+H2O（g）+O2（g）CO2（g）+H2O（g）

CO（g）+O2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）+O2（g）

請寫出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之間存在的關(guān)系式        ③        。

乙同學(xué)據(jù)此認(rèn)為：“將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量，最多與直接燃燒煤放出的熱量相同。”請分析，甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是  ④  （填“甲”或“乙”）同學(xué)，另一同學(xué)出現(xiàn)錯誤觀點(diǎn)的原因是  ⑤  。

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

③ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4  ④乙

⑤甲同學(xué)忽視了反應(yīng)C（s）+H2O（g）====CO（g）+H2（g）為吸熱反應(yīng)

解析：首先考慮的是如何把“C（s）與水蒸氣”這兩種反應(yīng)物和“CO和H2”這兩種生成物“同位”�；驹瓌t就是在確定好化學(xué)計(jì)量數(shù)的前提下，用加減法達(dá)到“同位”——異側(cè)減過來，同側(cè)加上來。再根據(jù)方程式的組合時的倍數(shù)和加減來確定ΔH的組合，方法相同。計(jì)算多步反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系，關(guān)鍵是看各反應(yīng)之間能否構(gòu)成總反應(yīng)與各步反應(yīng)之間的關(guān)系，在圖形上看應(yīng)該是一個閉合的反應(yīng)關(guān)系，它們之間符合蓋斯定律。


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體，液體，固體燃料的過程．
（1）水煤氣生產(chǎn)原理為：C（s）+H2O（g）
高溫
CO（g）+H2（g）；△H=+131.3kJ/mol
①該反應(yīng)自發(fā)可能性
有
有
（填有或無）；
②一定溫度下，在一個容積不變的密閉容器中進(jìn)行水煤氣生產(chǎn)反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
ABC
ABC
（填字母）；
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變         B．容器內(nèi)氣體密度不變
C．v（CO）正=v（H2O）逆      D．c（CO）=c（H2）
③下列措施能使C（s）+H2O（g）
高溫
CO（g）+H2（g）正反應(yīng)速率增大的是_
CD
CD
；
A、增加C（s）的量    B、降溫   C、升溫    D、充入HI
（2）將不同量CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2L的恒容容器中，進(jìn)行反應(yīng)
CO（g）+H2O（g）
高溫
CO2（g）+H2（g），得到如下三組數(shù)據(jù)：
實(shí)驗(yàn)
組別		 溫度℃ 起始量/mol 平衡/mol 達(dá)平衡所
需時間/min
H2O CO H2 CO2 H2 CO2
1 650 2 4 0 a 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0 b 0.4 1.6 3
①實(shí)驗(yàn)1中以v（CO）表示反應(yīng)速率為
0.16mol∕（L?min）
0.16mol∕（L?min）
；
②900℃時，CO2（g）+H2（g）
高溫
 CO（g）+H2O（g）化學(xué)平衡常數(shù)為
1.5
1.5
；
（3）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率，為了分別驗(yàn)證溫度，催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，至少應(yīng)該設(shè)計(jì)
3
3
組實(shí)驗(yàn)．
組別 溫度 催化劑 …
1
2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2009?徐州二模）煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程．
（1）將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣．反應(yīng)為：
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol-1，△S=+133.7J?（K?mol）-1
①該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與
溫度
溫度
 有關(guān)；
②一定溫度下，在一個容積可變的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
b、c
b、c
  （填字母，下同）．
a．容器中的壓強(qiáng)不變    b．1mol H-H鍵斷裂的同時斷裂2molH-O鍵
c．v正（CO）=v逆（H2O）    d．c（CO）=c（H2）
（2）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三組數(shù)據(jù)：
實(shí)驗(yàn)組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需時間/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①實(shí)驗(yàn)1中以v（CO2） 表示的反應(yīng)速率為
0.16mol?（L?min）-1
0.16mol?（L?min）-1
．
②該反應(yīng)的逆反應(yīng)為
吸
吸
（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)
③若實(shí)驗(yàn)3要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)（即各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等），且t＜3min，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是
b=2a，a＞1
b=2a，a＞1
 （用含a、b的數(shù)學(xué)式表示）．
（3）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量（單位為kJ?mol-1）的變化．在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，下列措施中能使c （CH3OH）增大的是
c、d
c、d
．
a．升高溫度      b．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
c．將H2O（g）從體系中分離出來     d．再充入1mol CO2和3mol H2．

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科目：高中化學(xué) 來源：2013-2014學(xué)年山西省高三下學(xué)期第一次月考化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO2)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。

Ⅰ．處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。

CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)? △H1＝－574kJ·mol­－1

CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)??? △H2

CH4(g)+2NO2 (g)＝N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)????? △H3＝－867kJ·mol－1

則△H2＝???????????????? 。

Ⅱ．化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2是大氣中SO2的主要來源。（1）將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一，反應(yīng)為??? C(s) + H2O(g)＝ CO(g) + H2(g)，

該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝???????????????????? 。 800℃時，將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度如右圖t1前所示變化。若保持溫度不變，t2時再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡將????? 移動（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2時，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致H2濃度發(fā)生如右圖t2后所示的變化，則改變的條件可能是??????? （填符號）。

a加入催化劑 ???? b降低溫度?? ? c縮小容器體積 ???? d減少CO2的量

（2）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時又能制得氫氣，具體流程如下：

①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)???????????????????????? 。

②用化學(xué)平衡移動的原理分析，在 HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是??????????????? 。

Ⅲ．開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如圖所示：

通入a氣體的電極是原電池的? ??? （填“正”或“負(fù)”），

其電極反應(yīng)式為? ??? ???? ????? 。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014屆江蘇省無錫市高三上學(xué)期期中調(diào)研考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO2)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。

Ⅰ．處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。

CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H1＝－574kJ·mol­－1

CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2

CH4(g)+2NO2 (g)＝N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)      △H3＝－867kJ·mol－1

則△H2＝                  。

Ⅱ． 化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2是大氣中SO2的主要來源。（1）將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一，反應(yīng)為C(s) + H2O(g)＝ CO(g) + H2(g)，

該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝                     。 800℃時，將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度如右圖t1前所示變化。若保持溫度不變，t2時再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡將      移動（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2時，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致H2濃度發(fā)生如圖t2后所示的變化，則改變的條件可能是        （填符號）。

a加入催化劑       b降低溫度       c縮小容器體積        d減少CO2的量

（2）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時又能制得氫氣，具體流程如下：

①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)                         。

②用化學(xué)平衡移動的原理分析，在 HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是                。

Ⅲ．開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如圖所示：

通入a氣體的電極是原電池的      極（填“正”或“負(fù)”），其電極反應(yīng)式為                   。

 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO2)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。

Ⅰ．處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H1=－574kJ·mol­－1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2

CH4(g)+2NO2 (g)= N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)      △H3=－867kJ·mol－1

則△H2=                 。

Ⅱ． 化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2是大氣中SO2的主要來源。

（1）      將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一，反應(yīng)為

C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g)

該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=                     。

     800℃時，將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度如右圖t1前所示變化。若保持溫度不變，t2時再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡將      移動（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2時，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致H2濃度發(fā)生如右圖t2后所示的變化，則改變的條件可能是        （填符號）。

a加入催化劑　  b降低溫度　  c縮小容器體積　  d減少CO2的量

（2）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時又能制得氫氣，具體流程如下：

 


①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)                         。

②用化學(xué)平衡移動的原理分析，在 HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是                                                                  。

Ⅲ．開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。直接甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如圖所示：

                                                         

通入a氣體的電極是原電池的      極（填“正”或“負(fù)”），其電極反應(yīng)式為       。                   

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