Question

I．把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径ⅠC（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁＜0①
途径Ⅱ先制成水煤气：
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H₂＞0    ②
再燃烧水煤气：
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H₃＜0③
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H₄＜0    ④
请回答下列问题：
（1）途径Ⅰ放出的热量理论上    （填“＞”“=”或“＜”）途径Ⅱ放出的热量．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的数学关系式是    ．
（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
则TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g）的△H=    ．
Ⅱ．（1）在25℃、101kPa下，1g液态甲醇（CH₃OH）燃烧生成CO₂和液态水时放热
22 7kJ，则该反应的热化学方程式应为    ．
（2）由氢气和氧气反应生成1mol液态水时放热285.8kJ，写出该反应的热化学方程式    ．若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则反应2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）的△H=    ．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ、（1）根据盖斯定律，反应热只与始态与终态有关，与途径无关，始态相同、终态相同反应热相同；
（2）根据盖斯定律，利用途径Ⅱ构造途径Ⅰ，进行计算；
（3）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的加减；
Ⅱ、（1）计算1mol甲醇完全燃烧生成CO₂和液态水时放出的热量，根据热化学方程式的书写原则进行书写；
（2）根据热化学方程式的书写原则进行书写氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式；气态水的能量比液态水的能量高，生成气态水放出的热量少，计算2mol液态水转化为2mol气态水吸收的热量，进而计算氢气与氧气反应生成2mol气态水的反应热，据此书写热化学方程式．
解答：Ⅰ、（1）根据盖斯定律，反应热只与始态与终态有关，与途径无关，途径Ⅰ与途径Ⅱ的始态相同、终态相同反应热相等，
故答案为：相等；
（2）C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H₂＞0    ②
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H₃＜0③
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H₄＜0    ④
根据盖斯定律，②+③×+④×得C（s）+O₂（g）═CO₂（g），故△H₁=△H₂+（△H₃+△H₄）
故答案为：△H₁=△H₂+（△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
根据盖斯定律，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，
故答案为：-80kJ?mol^-1；
Ⅱ、（1）1mol甲醇的质量为1mol×32g/mol=32g，1g液态甲醇（CH₃OH）燃烧生成CO₂和液态水时放热22.7kJ，故32g甲醇燃烧生成CO₂和液态水时放热22.7kJ×=726.4，故反应的热化学方程式为：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ?mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ?mol^-1；
（2）氢气和氧气反应生成1mol液态水时放热285.8kJ，该反应的热化学方程式为：H₂（g）+O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ?mol^-1，
1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，2mol水的质量为2mol×18g/mol=36g，故2mol液态水转化为2mol气态水吸收的热量为2.444kJ×=88kJ，故氢气与氧气反应生成2mol气态水的反应热为△H=-（285.8×2-88）kJ/mol=-483.6kJ/mol，
故答案为：-483.6kJ/mol．
点评：考查盖斯定律、反应热的有关计算、热化学方程式的书写，难度中等，注意盖斯定律的理解与热化学方程式的书写．