Question

I．把煤作為燃料可通過(guò)下列兩種途徑：
途徑ⅠC（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁＜0①
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＜0③
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H₄＜0    ④
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）途徑Ⅰ放出的熱量理論上

等于

（填“＞”“=”或“＜”）途徑Ⅱ放出的熱量．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學(xué)關(guān)系式是

△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）

．
（3）已知：①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.5kJ?mol-¹
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ?mol-¹
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）+O₂（g）；△H=+141kJ?mol-¹
則TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g）的△H=

-80kJ?mol^-1

．
Ⅱ．（1）在25℃、101kPa下，1g液態(tài)甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放熱
22 7kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式應(yīng)為

CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ?mol^-1

．
（2）由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放熱285.8kJ，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ?mol^-1

．若1g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱2.444kJ，則反應(yīng)2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）的△H=

-483.6kJ/mol

．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)熱只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān)，與途徑無(wú)關(guān)，始態(tài)相同、終態(tài)相同反應(yīng)熱相同；
（2）根據(jù)蓋斯定律，利用途徑Ⅱ構(gòu)造途徑Ⅰ，進(jìn)行計(jì)算；
（3）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(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；
Ⅱ、（1）計(jì)算1mol甲醇完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放出的熱量，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)原則進(jìn)行書(shū)寫(xiě)；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)原則進(jìn)行書(shū)寫(xiě)氫氣和氧氣反應(yīng)生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式；氣態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量高，生成氣態(tài)水放出的熱量少，計(jì)算2mol液態(tài)水轉(zhuǎn)化為2mol氣態(tài)水吸收的熱量，進(jìn)而計(jì)算氫氣與氧氣反應(yīng)生成2mol氣態(tài)水的反應(yīng)熱，據(jù)此書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式．

解答：Ⅰ、（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)熱只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān)，與途徑無(wú)關(guān)，途徑Ⅰ與途徑Ⅱ的始態(tài)相同、終態(tài)相同反應(yīng)熱相等，
故答案為：相等；
（2）C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H₂＞0    ②
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H₃＜0③
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H₄＜0    ④
根據(jù)蓋斯定律，②+③×

1

2

+④×

1

2

得C（s）+O₂（g）═CO₂（g），故△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）
故答案為：△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）；
（3）已知：①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.5kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ?mol^-1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）+O₂（g）；△H=+141kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①×2-②+③得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g），故△H=2×（-393.5kJ?mol^-1-（-566kJ?mol^-1）+141kJ?mol^-1=-80kJ?mol^-1，
故答案為：-80kJ?mol^-1；
Ⅱ、（1）1mol甲醇的質(zhì)量為1mol×32g/mol=32g，1g液態(tài)甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放熱22.7kJ，故32g甲醇燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放熱22.7kJ×

32g

1g

=726.4，故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ?mol^-1；
（2）氫氣和氧氣反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放熱285.8kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ?mol^-1，
1g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱2.444kJ，2mol水的質(zhì)量為2mol×18g/mol=36g，故2mol液態(tài)水轉(zhuǎn)化為2mol氣態(tài)水吸收的熱量為2.444kJ×

36g

1g

=88kJ，故氫氣與氧氣反應(yīng)生成2mol氣態(tài)水的反應(yīng)熱為△H=-（285.8×2-88）kJ/mol=-483.6kJ/mol，
故答案為：-483.6kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：考查蓋斯定律、反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，難度中等，注意蓋斯定律的理解與熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)．