Question

19．把煤作為燃料可以通過下列兩種途徑：
途徑I：C（s）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g）（放熱Q₁J）
途徑II：先制水煤氣：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）（吸熱Q₂J）再燃燒水煤氣：

試回答下列問題：
（1）判斷兩種途徑放熱：途徑I放出的熱量等于（填“大于”、“等于”、“小于”）途徑II放出的熱量．
（2）Q₁、Q₂、Q₃的數學關系式是$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂．
（3）由于制取水煤氣反應里，反應物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，那么在化學反應時，反應物應需要吸收能量才能轉化為生成物，因此其反應條件為高溫．
（4）簡述煤通過途徑II作為燃料的意義．固體煤經處理變為氣體燃料后，不僅在燃燒時可以大大減少SO₂和煙塵對大氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于輸送．

Answer 1

分析 （1）根據蓋斯定律可知：若是一個反應可以分步進行，則各步反應的吸收或放出的熱量總和與這個反應一次發生時吸收或放出的熱量相同來判斷；
（2）根據由蓋斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質反應放熱Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質反應吸熱Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應共放熱Q₃ kJ）
根據蓋斯定律①=$\frac{③}{2}$-②計算；
（3）根據吸熱反應中，反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量以及能量守恒；
（4）根據煤通過途徑Ⅱ作為燃料燃燒后產物無污染、燃燒效率高等．

解答 解：（1）由蓋斯定律可知：若是一個反應可以分步進行，則各步反應的吸收或放出的熱量總和與這個反應一次發生時吸收或放出的熱量相同，故答案為：等于；
（2）由蓋斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質反應放熱Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質反應吸熱Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應共放熱Q₃ kJ）
根據蓋斯定律①=$\frac{③}{2}$-②計算；
，所以Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；故答案為：$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；
（3）因吸熱反應中，反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，以及在化學反應中能量守恒，所以反應物就需要吸收能量才能轉化為生成物，故答案為：低于；吸收；高溫；
（4）因煤通過途徑Ⅱ作為燃料燃燒后產物無污染、燃燒效率高等，
故答案為：固體煤經處理變為氣體燃料后，不僅在燃燒時可以大大減少SO₂和煙塵對大氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于輸送．

點評 本題主要考查了蓋斯定律的應用，同時還考查了煤的氣化，難度不大．