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“西气东输”是西部大开发的重点工程，这里的“气”指天然气，其主要成分为甲烷。 （1）工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，它们的体积比约为1∶1。已知： 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566kJ·mol-1 2H2（g）+O2（g）2H2O(l)　ΔH=-572kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890kJ·mol-1 若不考虑水煤气中其他成分，相同状况下要获得相等的热量，所需甲烷与水煤气的体积比约为_________，它们燃烧生成的CO2的物质的量之比约为______________。 以甲烷代替水煤气作民用燃气，其优点是_________。 （2）某化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到CO和H2为主的混合气，这种混合气可用于生产甲醇或合成氨，对甲烷而言，有如下两个主要反应： ①CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g)　ΔH1=-36kJ·mol-1 ②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH2=+216kJ·mol-1 由反应①②推出总反应热为零的总反应方程式为____________________________；求进料气中空气（O2的体积分数为21%）与水蒸气的体积比__________。

参考解答

463***127

2025-04-26 16:51:56

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（1）1∶3（或569∶1780） 2∶3（或569∶890） 优点：燃烧值高（或用气量少；经济实惠；节省投资；减少碳氧化合物排放量；减少燃煤用量；有利于保护环境；提高使用安全性；使煤更多地得以综合利用） （2）根据盖斯定律：n1ΔH1+n2ΔH2=ΔH3=0，所以有： =6 总反应热为零的反应方程式为6×①+②，即 7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)7CO(g)+15H2(g) ΔH3=0 从方程式可知：进料气中V(O2)∶V[H2O(g)=3∶1，则 =14.3∶1。

（1）1mol水煤气即CO和H2各0.5mol，已知0.5molCO放热141.5kJ，0.5molH2放热143kJ，共放热284.5kJ，而1molCH4放热890kJ，即得1∶3（或569∶1780）；根据CO～CO2的关系式，生成（0.5×3）molCO2，根据CH4～CO2的关系式，生成1molCO2，从而得到2∶3（或569∶890）

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