Question

2．（1）在1.01×l0⁵ Pa时，4g氢气完全燃烧生成液态水，放出572kJ的热量，写出表示氢气燃烧热的热化学方程式为H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-286KJ/mol．
（2）已知中和热△H=-57.3kj/mol，写出稀硫酸与氢氧化钠的稀溶液发生中和反应的热化学方程式：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（3）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：C（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＞0②
再燃烧水煤气：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）=CO₂ （g）△H₃＜0  ③
H₂（g）+$\frac{1}{2}$0₂（g）=H₂0（g）△H₄＜0  ④
请回答下列问题：
①途径I放出的热量等于（填“大于”“等于”或“小于”）途径II放出的热量．
②△H₁大于填“大于”“等于”或“小于”）△H₃+△H₄．
③将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点．

Answer 1

分析 （1）根据燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量；根据n=$\frac{m}{M}$计算1mol氢气完全燃烧放出的热量，结合热化学方程式的书写方法写出热化学方程式即可；
（2）依据中和热是强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，标注物质聚集状态和对应焓变写出热化学方程式进行解答；
（3）①根据盖斯定律可知，反应热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，构造出途径I的热化学方程式，据此判断△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的数学关系式；
③固体煤经处理变为气体燃料后，根据气体燃料具有的优点分析．

解答 解：（1）4g氢气的物质的量为：n=$\frac{m}{M}$=$\frac{4g}{2g/mol}$=2mol，2molH₂在O₂中完全燃烧生成2.00mol液态H₂O放出572kJ的热量，所以1mol氢气完全燃烧放出热量286KJ，氢气燃烧热的热化学方程式为H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-286KJ/mol；H₂的燃烧热为286KJ/mol，
故答案为：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-286KJ/mol；
（2）稀的强酸与强碱溶液反应的中和热为57.3kJ/mol，则稀硫酸与稀烧碱溶液中和热的热化学方程式为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol，故答案为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（3）①根据盖斯定律可知，反应热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，途径Ⅰ和途径Ⅱ等量的煤燃烧消耗的氧气相等，两途径最终生成物只有二氧化碳，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量，
故答案为：等于；
②途径Ⅱ：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0  ②
再燃烧水煤气：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0      ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜0                  ④
由盖斯定律可知，②×2+③+④得2C（s）+2O₂ （g）═2CO₂（g）△H=2△H₂+△H₃+△H₄，
所以△H₁=$\frac{1}{2}$△H=$\frac{1}{2}$（2△H₂+△H₃+△H₄）=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄），所以△H₁＞△H₃+△H₄；故答案为：大于；
③煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义是固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO₂和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送．
故答案为：①燃料燃烧充分，利用率高；②放热多，污染小等．

点评 本题考查了热化学方程式的书写原则和方法应用，燃烧热概念的分析判断，热化学方程式的计算应用，题目较简单．