Question

9．（1）已知1molSO₂（g）生成1molSO₃（g）的能量變化如圖所示，回答下列問題：
①圖中A、C分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量．
②2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H=-2E₂（用含“E₁”、“E₂”、“E₃”的代數(shù)式表示）
③已知：在一定條件下，64gSO₂氣體氧化為SO₃氣體時(shí)放出99kJ的熱量，請(qǐng)寫出SO₂氧化為SO₃的熱化學(xué)方程式SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1．
（2）把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑Ⅰ：C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁＜0     ①
途徑Ⅱ：先制成水煤氣：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0   ②
再燃燒水煤氣：
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0       ③
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₄＜0      ④
請(qǐng)回答：
途徑Ⅰ放出的熱量等于（填“大于”、“等于”或“小于”）途徑Ⅱ放出的熱量．用△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學(xué)關(guān)系式是△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)A、C分別表示反應(yīng)物總能量的生成物總能量；
②根據(jù)參加反應(yīng)SO₂的物質(zhì)的量之比等于對(duì)應(yīng)的△H之比；
③根據(jù)64g SO₂氣體氧化為SO₃氣體時(shí)放出99kJ的熱量來(lái)求；
（2）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(wú)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；將途徑Ⅱ的三個(gè)化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減，構(gòu)造出途徑I的熱化學(xué)方程式，據(jù)此判斷△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學(xué)關(guān)系式．

解答 解：（1）①因圖中A、C分別表示反應(yīng)物總能量、生成物總能量，故答案為：反應(yīng)物總能量；生成物總能量；
②因1mol SO₂（g）氧化為1mol SO₃的△H=-E₂kJ•mol^-1，所以2mol SO₂（g）氧化為2mol SO₃的△H=-2E₂kJ•mol^-1，則2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-2E₂kJ•mol^-1，故答案為：-2E₂；
③因64g 即1molSO₂氣體氧化為SO₃氣體時(shí)放出99kJ的熱量，則SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1，所以SO₂氧化為SO₃的熱化學(xué)方程式為SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1，
故答案為：SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=SO₃（g）△H=-99kJ•mol^-1；
（2）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(wú)關(guān)，通過觀察可知途徑Ⅰ和途徑Ⅱ是等效的，途徑Ⅰ和途徑Ⅱ等量的煤燃燒消耗的氧氣相等，兩途徑最終生成物只有二氧化碳，所以途徑Ⅰ放出的熱量等于途徑Ⅱ放出的熱量．
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0 ②
再燃燒水煤氣：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0 ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜0 ④
由蓋斯定律可知，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）．
故答案為：等于；△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了反應(yīng)過程的能量變化圖以及運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算，理解蓋斯定律是解題的關(guān)鍵，一個(gè)反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的吸收或放出的熱量總和與這個(gè)反應(yīng)一次發(fā)生時(shí)吸收或放出的熱量相同，即反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)，難度不大．