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）△H₁＜0                   ①
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＜0            ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜0④
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，原因是

根据盖斯定律可知，如果一个化学反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的

．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的数学关系式是

△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）

．
（3）12g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.35kJ热量．其热化学方程式为

C（s）+

1

2

O₂ （g）═CO（g）△H=-110.35 kJ?mol^-1

．
（4）煤炭作为燃料采用途径II的优点有

燃料燃烧充分，利用率高，放热多，污染小等

．

Answer 1

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，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）根据12g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.35kJ热量，求出1mol碳反应放出的热量，再根据书写热化学方程式的方法来分析；
（4）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）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；根据盖斯定律可知，如果一个化学反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的；
（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）12g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.35kJ热量，即1mol炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.35kJ热量，热化学方程式为：C（s）+

1

2

O₂ （g）=CO（g）△H=-110.35 kJ?mol^-1，故答案为：C（s）+

1

2

O₂ （g）=CO（g）△H=-110.35 kJ?mol^-1；
（4）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：燃料燃烧充分，利用率高，放热多，污染小等．

点评：本题考查学生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，注意盖斯定律的应用，题目难度不大．