Question

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）

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）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）；△H=-242.0kJ?mol^-1
CO（g）+

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=+131.5 kJ?mol^-1

．
（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)蓋斯定律做出下列循環(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)

①減少污染 ②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）=

1

2

Al₂O₃（s）+

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(duì)大小分析．

解答：解：（1）①C（石墨，s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5 kJ/mol，
②CO（g）+l/2O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0 kJ/mol，
③H₂（g）+l/2O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol，
④H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，①-②-③+④得：C（石墨，s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ/mol，
故答案為：C（石墨，s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ/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(duì)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：①減少污染 ②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(píng)：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)，難度不大，能準(zhǔn)確篩選有用信息是解本題的關(guān)鍵．