Question

（创新探究）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径ⅠC（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁＜0
途径Ⅱ先制水煤气：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0
再燃烧水煤气：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₄＜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）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄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）△H₁=-25kJ?mol^-1①
3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H₂=-47kJ?mol^-1②
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H₃=+19kJ?mol^-1③
请写出CO还原FeO的热化学方程式：

 

．
（5）简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义．

Answer 1

考点：化学能与热能的相互转化,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化

分析：（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；
（2）依据盖斯定律处理得目标方程；
（3）反应物具有的总能量小于生成物的总能量时，则反应是吸热反应，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，反应条件是加热；
（3）依据盖斯定律

①×3-(③×2+②)

6

得目标方程；
（5）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）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=

1

2

△H=

1

2

（2△H₂+△H₃+△H₄）=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄），
故答案为：△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）；
（3）制水煤气 C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂＞0，该反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物的总能量，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，反应条件是加热，
故答案为：小于；吸收；加热；
（4）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依据盖斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66KJ/mol；
得到热化学方程式为：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol，
故答案为：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol；
（5）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，放热多，污染小．
故答案为：燃料燃烧充分，利用率高，放热多，污染小等．

点评：本题考查盖斯定律的应用以及反应吸放热与反应物、生成物能量之间的关系，可以根据所学知识进行回答，难度不大