Question

把煤作为燃料可通过下列两种途径：

途径Ⅰ   C(s)+O₂(g)====CO₂(g)   ΔH₁<0

途径Ⅱ   先制水煤气：

C(s)+H₂O(g)====CO(g)+H₂(g)   ΔH₂>0

再燃烧水煤气：

2CO(g)+O₂(g)====2CO₂(g)   ΔH₃<0

2H₂(g)+O₂(g)====2H₂O(g)   ΔH₄<0

请回答下列问题：

(1)判断两种途径放热：途径Ⅰ放出的热量______途径Ⅱ放出的热量(填“大于”“等于”或“小于”)。

(2)ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃、ΔH₄的数学关系是________________________。

(3)由于制取水煤气的反应里，反应物具有的总能量_______(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要_______能量才能转化为生成物，因此其反应条件为_________________。

(4)已知：Fe₂O₃(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO₂(g)

ΔH₁＝-25 kJ·mol^-1①

3Fe₂O₃(s)+CO(g)====2Fe₃O₄(s)+CO₂(g)

ΔH₂＝-47 kJ·mol^-1②

Fe₃O₄(s)+CO(g)====3FeO(s)+CO₂(g)

ΔH₃＝+19 kJ·mol^-1③

请写出CO还原FeO的热化学方程式：_______________________________。

Answer 1

【解析】(1)由盖斯定律可知，反应焓变只与始态和终态有关，而与反应的途径无关。通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量。

(2)由盖斯定律，将途径Ⅱ的三个化学方程式分别调整系数后叠加可得：ΔH₁＝ΔH₂+(ΔH₃+ΔH₄)。

(3)因为C(s)+H₂O(g)====CO(g)+H₂(g)   ΔH>0，所以在制取水煤气的反应中，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，在发生反应时，反应物需要吸收能量转化为生成物，因此其反应条件为高温。

(4)由盖斯定律可得ΔH＝＝

＝-11 kJ·mol^-1。

答案：(1)等于

(2)ΔH₁＝ΔH₂+(ΔH₃+ΔH₄)

(3)小于   吸收   高温

(4)FeO(s)+CO(g)====Fe(s)+CO₂(g)   ΔH＝-11 kJ·mol^-1