Question

（12分）Ⅰ.煤燃燒的反應(yīng)熱可通過以下兩個途徑來利用：a. 利用煤在充足的空氣中直接燃燒產(chǎn)生的反應(yīng)熱；b. 先使煤與水蒸氣反應(yīng)得到氫氣和一氧化碳，然后使得到的氫氣和一氧化碳在充足的空氣中燃燒。這兩個過程的熱化學(xué)方程式為：

C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)；         ΔH＝E₁        ①

C(s)＋H₂O(g)＝CO(g)＋H₂(g)   ΔH＝E₂        ②

H₂(g)+1/2O₂(g)＝H₂O(g)；     ΔH＝E₃         ③

CO(g)+1/2O₂(g)＝CO₂(g)；     ΔH＝E₄        ④，

試回答下列問題

（1）與途徑a相比，途徑b有較多的優(yōu)點(diǎn)，即                     。

（2）上述四個熱化學(xué)方程式中ΔH＞0的反應(yīng)有        。

（3）等質(zhì)量的煤分別通過以上兩條不同途徑產(chǎn)生的可利用的總能量關(guān)系正確的是        。

A.a比b多   B. a比b少   C.  a與b在理論上相同   D. 兩者無法比較

Ⅱ.氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

已知：  CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)     ΔH＝+206.2kJ·mol^－1

CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)    ΔH＝+247.4 kJ·mol^－1

以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH₄(g)與H₂O(g)反應(yīng)生成CO₂(g)和H₂(g)的熱化學(xué)方程式為                              。

 

Answer 1

【答案】

（1）燃料充分燃燒，利用率高  （2）②    （3）C

（4）CH₄(g)+2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g)  ΔH＝+165.0kJ·mol^－1

【解析】

試題分析：I（1）途徑b是將煤先氣化再燃燒，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是燃料充分燃燒，利用率高。（2）反應(yīng)①③④是放熱反應(yīng)，反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)，所以選②。（3）根據(jù)蓋斯定律：定壓定容條件下，任意一個反應(yīng)其總反應(yīng)的熱效應(yīng)只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)而與反應(yīng)的路程無關(guān)。兩個途徑產(chǎn)生的熱量理論上是相同的。

II反應(yīng)CH₄(g)+2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g)，是由反應(yīng)①CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)乘以2減去反應(yīng)②CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)得到的，所以反應(yīng)熱為ΔH=206.2kJ/mol×2-247.4kJ/mol=165kJ/mol。則熱化學(xué)方程式為CH₄(g)+2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g)  ΔH＝+165.0kJ·mol^－1。

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

點(diǎn)評：這類反應(yīng)熱綜合試題是高考中的熱點(diǎn)考題，主要考查學(xué)生的分析問題，解決問題的能力。