Question

9．把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑ⅠC（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁＜0①
途徑Ⅱ先制成水煤氣：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0②
再燃燒水煤氣：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0③
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₄＜0    ④
請回答下列問題：
（1）途徑Ⅰ放出的熱量理論上等于（填“大于”“等于”或“小于”）途徑Ⅱ放出的熱量．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數學關系式是△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）．
（3）已知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^?1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ•mol^?1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（s）+O₂（g）△H=+141kJ•mol^?1
則TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）═TiCl₄（s）+2CO（g）的?H=-80kJ•mol^-1．
（4）在25℃、101kPa下，1g液態甲醇完全燃燒生成CO₂和液態水時放熱22.7kJ，則該反應的熱化學方程式應為2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）根據蓋斯定律的原理來分析判斷；
（2）根據蓋斯定律來判斷各步反應之間的關系；
（3）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，反應熱也乘以相應的系數進行相應的加減；
（4）由1gCH₃OH燃燒放熱22.7kJ，則2molCH₃OH燃燒放熱22.7×32×2=1452.8kJ，并在熱化學方程式中標明物質的狀態．

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）根據蓋斯定律，①=②+③×$\frac{1}{2}$+④×$\frac{1}{2}$，所以△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄），
故答案為：△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）；
（3）已知：①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.5kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ•mol^-1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）+O₂（g）；△H=141kJ•mol^-1
根據蓋斯定律，①×2-②+③得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g），
故△H=2×（-393.5kJ•mol^-1-（-566kJ•mol^-1）+141kJ•mol^-1=-80kJ•mol^-1，
故答案為：-80kJ•mol^-1；
（4）由1gCH₃OH燃燒放熱22.7kJ，則2molCH₃OH燃燒放熱22.7×32×2=1452.8kJ，則該燃燒反應的熱化學方程式為2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol．

點評 本題考查了蓋斯定律和熱化學方程式的書寫，難度中等，書寫和應用熱化學方程式時必須注意以下幾點：
①明確寫出反應的計量方程式，各物質化學式前的化學計量系數可以是整數，也可以是分數；
②各物質化學式右側用圓括弧（　　）表明物質的聚集狀態．可以用g、l、s分別代表氣態、液態、固態．固體有不同晶態時，還需將晶態注明，例如S（斜方），S（單斜），C（石墨），C（金剛石）等．溶液中的反應物質，則須注明其濃度，以aq代表水溶液，（aq） 代表無限稀釋水溶液；
③反應熱與反應方程式相互對應．若反應式的書寫形式不同，則相應的化學計量系數不同，故反應熱亦不同；
④熱化學方程式必須標明反應的濃度、溫度和壓力等條件，若在常溫常壓時可省略．