(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 。
(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。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
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:
a.C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH=E1①
b.C(s)+H2O(g)====H2(g)+CO(g) ΔH=E2②
H2(g)+1/2O2(g)====H2O(g) ΔH=E3③
CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g) ΔH=E4④
完成下列問題:
(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)方程式中的哪個反應(yīng)的ΔH>0?___________________。
(3)等質(zhì)量的煤分別通過以上兩條不同的途徑產(chǎn)生的可利用總能量關(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
(4)根據(jù)能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之間的關(guān)系為_________________________。
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