Question

将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。

而C(g)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为：

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

请你根据上述信息回答下列问题：

(1)煤是一种成分复杂的混合物，其中除含碳、氢元素外，还含有氧、硫、氮、砷、硒等元素。所以固体煤燃烧会导致大气污染，写出煤燃烧产生的两种污染：　　　　　　　　，将石灰石粉与煤粉混合，可以有效地减少煤燃烧过程中的二氧化硫污染，写出该反应的化学方程式：____________________

(2)根据已知热化学方程式写出由煤制备水煤气的热化学方程式：____________________________。

(3)下面是甲、乙两位同学对上述热化学方程式及煤燃烧的理解。

甲同学：1 mol CO与1 mol H2燃烧放出的热量之和大于1 mol固体炭燃烧放出的热量，所以煤燃烧时加入少量水，可以使煤燃烧放出更多的热量。

乙同学：根据下面的物质与能量循环，将煤炭转化为水煤气，再燃烧放出的热量与直接燃烧煤炭放出的热量相同，而将煤炭转化为水煤气将会增加消耗，故煤炭转化为水煤气得不偿失。

C(s)＋H2O(g)＋O2(g) CO2(g)＋H2O(g)

CO(g)＋O2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)＋ O2(g)

请你评价两位同学的理【解析】

①甲同学的说法　　　　　(答“正确”或“不正确”)，原因是______________________________________。

②乙同学的说法　　　　　(答“正确”或“不正确”)，原因是_____________________________________。

 

Answer 1

(1)酸雨(或答“二氧化硫污染大气”)、含砷粉尘污染、氮氧化物污染(答出两种即可)

2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2

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

(3)①不正确　加入水，水汽化需要吸收能量

②不正确　尽管将煤炭转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤炭放出的热量相同，但水煤气与氧气接触面积大，反应速率快，燃烧充分，能量利用率高，污染小

【解析】煤在燃烧时产生的SO2、NyOx及含砷的化合物等均会污染大气。工业上用CaCO3固硫，发生的反应为：2CaCO3＋2SO2＋O2=2CaSO4＋2CO2。