Question

將煤轉化為水煤氣是通過化學方法將煤轉化為潔凈燃料的方法之一。煤轉化為水煤氣的主要化學反應為：C(s)＋H₂O(g) CO(g)＋H₂(g)。
而C(g)、CO(g)和H₂(g)完全燃燒的熱化學方程式分別為：
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
請你根據上述信息回答下列問題：
(1)煤是一種成分復雜的混合物，其中除含碳、氫元素外，還含有氧、硫、氮、砷、硒等元素。所以固體煤燃燒會導致大氣污染，寫出煤燃燒產生的兩種污染：　　　　　　　　，將石灰石粉與煤粉混合，可以有效地減少煤燃燒過程中的二氧化硫污染，寫出該反應的化學方程式：____________________
(2)根據已知熱化學方程式寫出由煤制備水煤氣的熱化學方程式：____________________________。
(3)下面是甲、乙兩位同學對上述熱化學方程式及煤燃燒的理解。
甲同學：1 mol CO與1 mol H₂燃燒放出的熱量之和大于1 mol固體炭燃燒放出的熱量，所以煤燃燒時加入少量水，可以使煤燃燒放出更多的熱量。
乙同學：根據下面的物質與能量循環，將煤炭轉化為水煤氣，再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤炭放出的熱量相同，而將煤炭轉化為水煤氣將會增加消耗，故煤炭轉化為水煤氣得不償失。
C(s)＋H₂O(g)＋O₂(g)CO₂(g)＋H₂O(g)
  
CO(g)＋O₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)＋ O₂(g)
請你評價兩位同學的理解：
①甲同學的說法　　　　　(答“正確”或“不正確”)，原因是______________________________________。
②乙同學的說法　　　　　(答“正確”或“不正確”)，原因是_____________________________________。

Answer 1

(1)酸雨(或答“二氧化硫污染大氣”)、含砷粉塵污染、氮氧化物污染(答出兩種即可)
2SO₂＋2CaCO₃＋O₂=2CaSO₄＋2CO₂
(2)C(s)＋H₂O(g)=CO(g)＋H₂(g)ΔH＝＋131.5 kJ·mol^－1
(3)①不正確　加入水，水汽化需要吸收能量
②不正確　盡管將煤炭轉化為水煤氣再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤炭放出的熱量相同，但水煤氣與氧氣接觸面積大，反應速率快，燃燒充分，能量利用率高，污染小

煤在燃燒時產生的SO₂、N_yO_x及含砷的化合物等均會污染大氣。工業上用CaCO₃固硫，發生的反應為：2CaCO₃＋2SO₂＋O₂=2CaSO₄＋2CO₂。