Question

【題目】“西氣東輸”是西部開發的重點工程，這里的氣體是指天然氣，其主要成分是甲烷．工業上將碳與水在高溫下反應制得水煤氣，水煤氣的主要成分是CO和H2 ， 兩者的體積比約為1：1．已知1mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283kJ熱量，1molH2完全燃燒生成液態水放出286kJ熱量；1molCH4 氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態水放出890kJ熱量．
（1）寫出H2完全燃燒生成液態水的熱化學反應方程式： ， 若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，放出的熱量 890kJ（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）忽略水煤氣中其它成分，相同狀況下若得到相等的熱量，所需水煤氣與甲烷的體積比約為；燃燒生成的CO2 的質量比約為 ．
（3）以上數據和計算說明，以天然氣代替水煤氣作民用燃料，突出的優點是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣572kJ?mol﹣1；＜
（2）3.1：1；1.55：1
（3）熱值高，污染小
【解析】解：（1）1mol H2完全燃燒生成液態水放出286kJ熱量，所以H2完全燃燒生成氣態水的熱化學方程式：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣572kJmol﹣1；1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態水放出890kJ熱量，液態水變為氣態水吸熱，所以相同條件下，1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，放出的熱量小于890kJ；
所以答案是：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣572kJmol﹣1；＜；（2）依據熱化學方程式：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣572kJmol﹣1；CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣890kJ/mol；2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566KJ/mol；水煤氣中主要成分是CO和H2 ， 二者的體積比為1：1，1molCH4燃燒放熱890kJ，1molCO、H2混合氣體放熱 kJ=284.5kJ，相同狀況下若得到相等的熱量，所需水煤氣與甲烷的體積比約為 ： =3.1：1，燃燒生成的CO2的質量比約為 =1.55：1；
所以答案是：3.1：1；1.55：1；（3）以上數據和計算說明，相同物質的量的天然氣和水煤氣，天然氣燃燒放出的熱量多，即熱值高，燃燒產生的溫室氣體CO2少，所以答案是：熱值高，污染小．