Question

12．（1）在1.01×10⁵Pa時(shí)，4g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水，放出571kJ的熱量，寫出表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.5KJ/moL．
（2）把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑I：C（s）+O₂ （g）=CO₂（g）△H＜0    ①
途徑II：先制成水煤氣：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₁＞0   ②
再燃燒水煤氣：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂＜0     ③
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₃＜0     ④
請回答下列問題：
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，各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和等于總反應(yīng)的反應(yīng)熱．
②△H、△H₁、△H₂、△H₃的數(shù)學(xué)關(guān)系式是△H=△H₁+$\frac{1}{2}$（△H₂+△H₃）．
③6g 炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳，放出55.2kJ熱量．其熱化學(xué)方程式為C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.4kJ•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，且放熱多，污染小等．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量；根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算1mol氫氣完全燃燒放出的熱量，結(jié)合熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出熱化學(xué)方程式即可；
（2）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△H、△H₁、△H₂、△H₃的數(shù)學(xué)關(guān)系式；
③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）4g氫氣的物質(zhì)的量為：n=$\frac{m}{M}$=$\frac{4g}{2g/mol}$=2mol，2molH₂在O₂中完全燃燒生成2.00mol液態(tài)H₂O放出571kJ的熱量，所以1mol氫氣完全燃燒放出熱量285.5KJ，氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.5KJ/mol，H₂的燃燒熱為285.5KJ/mol，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.5 KJ/moL；
（2）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，各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和等于總反應(yīng)的反應(yīng)熱；
②途徑Ⅱ：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁＞0  ②
再燃燒水煤氣：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂＜0      ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₃＜0                  ④
由蓋斯定律可知，②×2+③+④得2C（s）+2O₂ （g）═2CO₂（g）△H=2△H₁+△H₂+△H₂，
所以△H=$\frac{1}{2}$（2△H₁+△H₂+△H₃）=△H₁+$\frac{1}{2}$（△H₂+△H₂），
故答案為：△H=△H₁+$\frac{1}{2}$（△H₂+△H₃）；
③6g 炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳，放出55.2kJ熱量，即1mol炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳，放出110.4kJ熱量，熱化學(xué)方程式為：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）=CO（g）△H=-110.4 kJ•mol^-1，故答案為：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）=CO（g）△H=-110.4 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，且放熱多，污染小等．

點(diǎn)評 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，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回答，難度不大．