题目内容

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·mol1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2=-242.0 kJ·mol1
③CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol1
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:
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_____________________________________。
(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·mol1
(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
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
练习册系列答案
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二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)   △H1="a" kJ·mol-1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)   △H2=+72.49kJ·mol-1
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)   △H3=-86.98kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的△H1=__________kJ·mol-1(用具体数据表示)。
(2)反应Ⅱ的△S______(填>或<)0,一般在__________情况下有利于该反应的进行。
(3)反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图1为某特定条件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。
①其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是________(填提高或降低)水碳比。
②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图1所示的变化趋势,其原因是__________。

(4)反应Ⅰ的平衡常数表达式K1=____________________;如果起始温度相同,反应Ⅰ由在恒温容器进行改为在绝热(与外界没有热量交换)容器中进行,平衡常数K1将__________(填增大、减少、不变)。
(5)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素,在恒温下将0.4molNH3和0.2molCO2放入容积为2L的密闭容器中,t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如上图2所示。若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。
(6)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3。下列物质中与尿素有类似性质的是______。
A.NH2COONH4B.H2NOCCH2CH2CONH2
C.HOCH2CH2OHD.HOCH2CH2NH2

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