Question

20．燃料和能源是化學知識與社會生活聯(lián)系極為密切的內容．我們要關注礦物能源的合理利用，積極研究、開發(fā)新能源．
（1）新能源應該具有原材料易得、燃燒時產生的熱量多且不會污染環(huán)境的特點．在煤炭、石油、煤氣、氫氣中，前途廣闊的能源是氫氣．
（2）近年來，我國煤礦事故大多是由于瓦斯暴炸所致．瓦斯中含有甲烷和一氧化碳等氣體，當?shù)V井中瓦斯?jié)舛冗_到一一定范圍時遇明火即燃燒爆炸．為避免災難的發(fā)生應采取的切實可行的措施
有①③（填序號）
①加強安全管理，杜絕明火源   ②降低瓦斯氣體的著火點
③提高通風能力   ④將礦井中的氧氣抽去
（3）為了提高煤的熱效應，同時減少燃燒時的環(huán)境污染，常將煤轉化為水煤氣，這是將煤轉化為潔凈燃料的方法之一．水煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，它是由煤炭和水蒸氣反應制得的，已知C（石墨）、CO、H₂燃燒的熱化學方程式為：
C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁=-393.5kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）；△H₂=-241.8kJ•mol^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）；△H₃=-283.0kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（1）；△H₄=-285.8kJ•mol^-1
請回答下列問題：
①根據上述提供的熱化學方程式計算，36g水由液態(tài)變成氣態(tài)的熱量變化是吸收88kJ．
②寫出C（s，石墨）與水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣的熱化學方程式C（s，石墨）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1．
③丙烷是液化石油氣的主要成分之一，丙烷燃燒的熱化學方程式為：
C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-2220.0kJ•mol^-1
相同物質的量的丙烷和一氧化碳完全燃燒生成氣態(tài)產物時，產生的熱量之比為2220：283．

Answer 1

分析 （1）煤炭、石油屬于化石能源，燃燒容易污染環(huán)境，煤氣燃燒會生成導致溫室效應的氣體，氫氣燃燒生成水，熱值高、無污染；
（2）杜絕明火源、提高通風能力可以防止瓦斯爆炸；可燃物的著火點一般情況下不能改變；將礦井中的氧氣抽盡是不現(xiàn)實的，也是不可以的；
（3）①由氫氣燃燒生成H₂O（g）與生成H₂O（l）的熱化學方程式可知：H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，據此計算；
②根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構造目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數(shù)進行相應的計算；
③根據熱化學方程式計算相同物質的量的丙烷和一氧化碳完全燃燒生成氣態(tài)產物時產生的熱量之比．

解答 解：（1）煤炭、石油屬于化石能源，燃燒容易污染環(huán)境，煤氣燃燒會生成導致溫室效應的氣體，氫氣燃燒生成水，熱值高、無污染，是前途廣闊的能源，
故答案為：氫氣；
（2）①加強安全管理，杜絕明火源可以防止瓦斯爆炸，故①正確；
②瓦斯的著火點一般情況下不能改變，故②錯誤；
③提高通風能力可以降低瓦斯的濃度，可以防止瓦斯爆炸，故③正確；
④將礦井中的氧氣抽盡是不現(xiàn)實的，也是不允許的，因為工人在井下作業(yè)需要氧氣，故④錯誤，
故答案為：①③；
（3）①已知：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g），△H₂=-241.8kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l），△H₄=-285.8kJ•mol^-1
根據蓋斯定律可得：H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，
故36g水由液態(tài)變成氣態(tài)相應吸收熱量$\frac{36g}{18g}$×44kJ=88kJ，
故答案為：吸收88kJ；
②已知：Ⅰ、C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g），△H₁=-393.5kJ•mol^-1
Ⅱ、H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g），△H₂=-241.8kJ•mol^-1
Ⅲ、CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g），△H₃=-283.0kJ•mol^-1
根據蓋斯定律，Ⅰ-Ⅲ-Ⅱ可得C（s，石墨）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1，
故答案為：C（s，石墨）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1；
③根據熱化學方程式可知，相同物質的量的丙烷和一氧化碳完全燃燒生成氣態(tài)產物時產生的熱量之比為2220.0kJ•mol^-1：283.0kJ•mol^-1=2220：283
故答案為：2220：283．

點評 本題考查熱化學方程式的書寫及有關計算，難度中等，注意理解熱化學方程式的意義與蓋斯定律．