Question

17．把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑Ⅰ：C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應放熱Q₁ kJ）
途徑Ⅱ：先制水煤氣 C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應吸熱Q₂ kJ）
再燃燒水煤氣 2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應共放熱Q₃ kJ）
試回答下列問題：
（1）當?shù)任镔|(zhì)的量的單質(zhì)碳反應時，途徑Ⅰ放出的熱量等于 （填“大于”、“等于”或“小于”）途徑Ⅱ放出的熱量．
（2）Q₁、Q₂、Q₃ 的數(shù)學關(guān)系式是Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂．
（3）由于制取水煤氣反應里，反應物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量生成物所具有的總能量，那么在化學反應時，反應物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應條件為高溫．
（4）簡述煤通過途徑Ⅱ作為燃料的意義：固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后，不僅在燃燒時可以大大減少SO₂和煙塵對大氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于輸送．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律可知：若是一個反應可以分步進行，則各步反應的吸收或放出的熱量總和與這個反應一次發(fā)生時吸收或放出的熱量相同來判斷；
（2）根據(jù)由蓋斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應放熱Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應吸熱Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應共放熱Q₃ kJ）
根據(jù)蓋斯定律①=$\frac{③}{2}$-②計算；
（3）根據(jù)吸熱反應中，反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量以及能量守恒；
（4）根據(jù)煤通過途徑Ⅱ作為燃料燃燒后產(chǎn)物無污染、燃燒效率高等．

解答 解：（1）由蓋斯定律可知：若是一個反應可以分步進行，則各步反應的吸收或放出的熱量總和與這個反應一次發(fā)生時吸收或放出的熱量相同，故答案為：等于；
（2）由蓋斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應放熱Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應吸熱Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應共放熱Q₃ kJ）
根據(jù)蓋斯定律①=$\frac{③}{2}$-②，所以Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；故答案為：Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；
（3）因吸熱反應中，反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，以及在化學反應中能量守恒，所以反應物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，故答案為：低于；吸收；高溫；
（4）因煤通過途徑Ⅱ作為燃料燃燒后產(chǎn)物無污染、燃燒效率高等，
故答案為：固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后，不僅在燃燒時可以大大減少SO₂和煙塵對大氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于輸送．

點評 本題主要考查了蓋斯定律的應用，同時還考查了煤的氣化，難度不大．