Question

【題目】隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的劇增，全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴(yán)重的問題，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。

(1)如圖為C及其氧化物的變化關(guān)系圖，若①變化是置換反應(yīng)，則其化學(xué)方程式可以是__________________。　

(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)　ΔH1＜0　①

途徑 Ⅱ：先制成水煤氣：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2＞0　②

再燃燒水煤氣：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＜0　③

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＜0　④

則途徑 Ⅰ 放出的熱量__________(填“大于”“等于”或“小于”)途徑 Ⅱ 放出的熱量；ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的數(shù)學(xué)關(guān)系式是____________________。

(3)甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上可用如下方法合成甲醇：

方法一　CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

方法二　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇完全燃燒放熱22.68 kJ，寫出甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式________________________________________________________________。

(4)臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒，處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如：

6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s)　ΔH＝―235.8 kJ·mol―1 ①

已知：2Ag2O(s)===4Ag(s)＋O2(g)　ΔH＝＋62.2 kJ·mol―1 ②

則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學(xué)方程式為__________________________。

Answer 1

【答案】C＋CuOCu＋CO↑等于ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)CH4O(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol―12O3(g)===3O2(g)　ΔH＝－285 kJ·mol―1

【解析】

（1）C能將CuO中的銅置換出來。

（2）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)；由蓋斯定律，將途徑Ⅱ的三個化學(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）題干所給量計算32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)焓變。

（4）Ⅰ、6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s），△H=-235.8kJmol-1；Ⅱ、2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g），△H=+62.2kJmol-1；根據(jù)蓋斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O3（g）═3O2（g），以此計算反應(yīng)熱。

(1)①是置換反應(yīng)可以是碳和水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，或與金屬氧化物反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋CuOCu＋CO↑；正確答案：C＋CuOCu＋CO↑。

(2)由蓋斯定律可知：若一個反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的吸收或放出的熱量總和與這個反應(yīng)一次發(fā)生時吸收或放出的熱量相同；根據(jù)蓋斯定律，①＝②＋③×1/2＋④×1/2，所以ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)；正確答案：等于；ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)。

(3)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68 kJ,32 g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為725.76 kJ；則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH4O(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol―1；正確答案：CH4O(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol―1。

(4)Ⅰ.6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s)　ΔH＝－235.8 kJ·mol―1；Ⅱ.2Ag2O(s)===4Ag(s)＋O2(g)　ΔH＝＋62.2 kJ·mol―1；根據(jù)蓋斯定律可知①×2＋②×3可得到，2O3(g)===3O2(g)，則反應(yīng)熱ΔH＝(－235.8 kJ·mol－1)×2＋(＋62.2 kJ·mol－1)×3＝－285 kJ·mol―1；正確答案：2O3(g)===3O2(g)　ΔH＝－285 kJ·mol―1。