Question

燃料和能源是化學知識與社會生活聯系極為密切的內容．我們要關注礦物能源的合理利用，積極研究、開發新能源．
（1）新能源應該具有原狀料易得、燃燒時產生的熱量多且不會污染環境特點．在煤炭、石油、煤氣、氫氣中，前途廣闊的能源是______．
（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，當礦井中瓦斯濃度達到一一定范圍時遇明火即燃燒爆炸．為避免災難的發生應采取的切實可行的措施有______（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的氫氣，它是由煤炭和水蒸氣反應制得，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）+O₂（g）═H₂O（g），△H₂=-241.8kJ?mol^-1
CO（g）+O₂（g）═CO₂（g），△H₃=-283.0kJ?mol^-1
H₂（g）+O₂（g）═H₂O（l），△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水由液態變成氣態的熱量變化是______．
②寫出C（s，石墨）與水蒸氣反應的熱化學方程式______．
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產物時，產生的熱量之比為______；相同質量的氫氣和丙烷完全燃燒生成氣態產物時，產生的熱量之比為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）煤炭、石油屬于化石能源，燃燒容易污染環境，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的系數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產物時產生的熱量之比；
令質量為1g，根據n=計算物質的量，再根據熱化學方程式計算．
解答：解：（1）煤炭、石油屬于化石能源，燃燒容易污染環境，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實的，也是不允許的，因為工人在井下作業需要氧氣，故④錯誤，
故答案為：①③；
（3）①已知：H₂（g）+O₂（g）═H₂O（g），△H₂=-241.8kJ?mol^-1
H₂（g）+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水由液態變成氣態相應吸收熱量×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）+O₂（g）═H₂O（g），△H₂=-241.8kJ?mol^-1
Ⅲ、CO（g）+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產物時產生的熱量之比為2220.0kJ?mol^-1：283.0kJ?mol^-1=2220：283
令質量為1g，氫氣的物質的量為0.5mol，丙烷物質的量為mol，故放出的熱量之比為0.5mol×241.8kJ?mol^-1：mol×2220.0kJ?mol^-1=5319.6：2220，
故答案為：2220：283；5319.6：2220．
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．