Question

14．把煤作為燃料可通過下列兩種途徑獲得熱量：
途徑Ⅰ：直接燃燒：C（s）+O₂ （g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g）  （放熱Q₁kJ）
途徑Ⅱ：先制成水煤氣，再燃燒水煤氣：
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）  （吸熱Q₂kJ）
2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O2（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（共放熱Q₃kJ）
（1）判斷途徑Ⅰ放出的總熱量等于（填“大于”“小于”或“等于”）途徑Ⅱ放出的總熱量．
（2）在制水煤氣的反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量小于（填“大于”“小于”或“等于”）生成物所具有的總能量，因此在反應(yīng)時，反應(yīng)物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，其反應(yīng)的條件為高溫．
（3）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應(yīng)的焓變進行推算．已知：
C（s，石墨）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，計算298K時由C（s，石墨）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）反應(yīng)的焓變?yōu)椋骸鱄=+226.7kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)，通過觀察可知途徑Ⅰ和途徑Ⅱ是等效的，所以途徑Ⅰ放出的熱量等于途徑Ⅱ放出的熱量；
（2）當反應(yīng)物的能量低于生成物的能量時，反應(yīng)是吸熱的；
（3）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到．

解答 解：（1）根據(jù)蓋斯定律，煤作為燃料不管是一步完成還是分兩步完成，反應(yīng)物和產(chǎn)物的焓值是一定的，所以兩途徑的焓變值一樣，放出的熱量一樣，
故答案為：等于；
（2）制水煤氣 C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂＞0，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物具有的總能量小于生成物的總能量，反應(yīng)物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，反應(yīng)條件是高溫，
故答案為：小于；吸收；高溫；
（3）已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①×4+②-③得到反應(yīng)的熱化學方程式為：4C_{（s，石墨）}+2H_2（g）=2C₂H_2（g） △H=+453.4kJ•mol^-1；
熱化學方程式為：2C_{（s，石墨）}+H_2（g）=C₂H_2（g） △H=+226.7kJ•mol^-1，
故答案為：+226.7kJ•mol^-1．

點評 本題考查反應(yīng)熱與焓變的應(yīng)用，題目難度中等，理解蓋斯定律是解題的關(guān)鍵，注意掌握化學反應(yīng)與能量變化的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學生的靈活應(yīng)用能力．