Question

把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑I：C（s）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁＜0                   ①
途徑II：先制成水煤氣：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0  ②
再燃燒水煤氣：2CO（g）+O₂ （g）═2CO₂（g）△H₃＜0            ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜0④
請(qǐng)回答下列問題：
（1）途徑I放出的熱量

等于

（ 填“大于”“等于”或“小于”） 途徑II放出的熱量，原因是

根據(jù)蓋斯定律可知，如果一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是相同的

．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學(xué)關(guān)系式是

△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）

．
（3）12g 炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳，放出110.35kJ熱量．其熱化學(xué)方程式為

C（s）+

1

2

O₂ （g）═CO（g）△H=-110.35 kJ?mol^-1

．
（4）煤炭作為燃料采用途徑II的優(yōu)點(diǎn)有

燃料燃燒充分，利用率高，放熱多，污染小等

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)，通過觀察可知途徑Ⅰ和途徑Ⅱ是等效的，所以途徑Ⅰ放出的熱量等于途徑Ⅱ放出的熱量；
（2）由蓋斯定律，將途徑Ⅱ的三個(gè)化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減，構(gòu)造出途徑I的熱化學(xué)方程式，據(jù)此判斷△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學(xué)關(guān)系式；
（3）根據(jù)12g 炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳，放出110.35kJ熱量，求出1mol碳反應(yīng)放出的熱量，再根據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的方法來分析；
（4）固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后，根據(jù)氣體燃料具有的優(yōu)點(diǎn)分析．

解答：解：（1）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)，通過觀察可知途徑Ⅰ和途徑Ⅱ是等效的，途徑Ⅰ和途徑Ⅱ等量的煤燃燒消耗的氧氣相等，兩途徑最終生成物只有二氧化碳，所以途徑Ⅰ放出的熱量等于途徑Ⅱ放出的熱量，
故答案為：等于；根據(jù)蓋斯定律可知，如果一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是相同的；
（2）途徑Ⅱ：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0  ②
再燃燒水煤氣：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0      ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜0                  ④
由蓋斯定律可知，②×2+③+④得2C（s）+2O₂ （g）═2CO₂（g）△H=2△H₂+△H₃+△H₄，
所以△H₁=

1

2

△H=

1

2

（2△H₂+△H₃+△H₄）=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄），
故答案為：△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）；
（3）12g 炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳，放出110.35kJ熱量，即1mol炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳，放出110.35kJ熱量，熱化學(xué)方程式為：C（s）+

1

2

O₂ （g）=CO（g）△H=-110.35 kJ?mol^-1，故答案為：C（s）+

1

2

O₂ （g）=CO（g）△H=-110.35 kJ?mol^-1；
（4）煤通過途徑Ⅱ作為燃料的意義是固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后，不僅在燃燒時(shí)可以大大減少SO₂和煙塵對(duì)大氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于輸送，
故答案為：燃料燃燒充分，利用率高，放熱多，污染小等．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生蓋斯定律的應(yīng)用以及反應(yīng)吸放熱與反應(yīng)物、生成物能量之間的關(guān)系，注意蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度不大．