Question

9．把煤作為燃料可通過(guò)下列兩種途徑：
途徑ⅠC（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁＜0①
途徑Ⅱ先制成水煤氣：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0②
再燃燒水煤氣：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0③
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₄＜0    ④
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）途徑Ⅰ放出的熱量理論上等于（填“大于”“等于”或“小于”）途徑Ⅱ放出的熱量．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學(xué)關(guān)系式是△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）．
（3）已知：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^?1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ•mol^?1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（s）+O₂（g）△H=+141kJ•mol^?1
則TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）═TiCl₄（s）+2CO（g）的?H=-80kJ•mol^-1．
（4）在25℃、101kPa下，1g液態(tài)甲醇完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放熱22.7kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式應(yīng)為2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律的原理來(lái)分析判斷；
（2）根據(jù)蓋斯定律來(lái)判斷各步反應(yīng)之間的關(guān)系；
（3）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(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；
（4）由1gCH₃OH燃燒放熱22.7kJ，則2molCH₃OH燃燒放熱22.7×32×2=1452.8kJ，并在熱化學(xué)方程式中標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)．

解答 解：（1）由蓋斯定律可知：若是一個(gè)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(gè)反應(yīng)一次發(fā)生時(shí)吸收或放出的熱量相同，
故答案為：等于；
（2）根據(jù)蓋斯定律，①=②+③×$\frac{1}{2}$+④×$\frac{1}{2}$，所以△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄），
故答案為：△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）；
（3）已知：①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.5kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ•mol^-1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）+O₂（g）；△H=141kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①×2-②+③得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g），
故△H=2×（-393.5kJ•mol^-1-（-566kJ•mol^-1）+141kJ•mol^-1=-80kJ•mol^-1，
故答案為：-80kJ•mol^-1；
（4）由1gCH₃OH燃燒放熱22.7kJ，則2molCH₃OH燃燒放熱22.7×32×2=1452.8kJ，則該燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律和熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，難度中等，書(shū)寫(xiě)和應(yīng)用熱化學(xué)方程式時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)：
①明確寫(xiě)出反應(yīng)的計(jì)量方程式，各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量系數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)；
②各物質(zhì)化學(xué)式右側(cè)用圓括�。ā　。┍砻魑镔|(zhì)的聚集狀態(tài)．可以用g、l、s分別代表氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)．固體有不同晶態(tài)時(shí)，還需將晶態(tài)注明，例如S（斜方），S（單斜），C（石墨），C（金剛石）等．溶液中的反應(yīng)物質(zhì)，則須注明其濃度，以aq代表水溶液，（aq） 代表無(wú)限稀釋水溶液；
③反應(yīng)熱與反應(yīng)方程式相互對(duì)應(yīng)．若反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)形式不同，則相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)不同，故反應(yīng)熱亦不同；
④熱化學(xué)方程式必須標(biāo)明反應(yīng)的濃度、溫度和壓力等條件，若在常溫常壓時(shí)可省略．