Question

6．某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5（直徑小于等于2.5μm的懸浮顆粒物），其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等．因此，對(duì)PM2.5、S、NO_X等進(jìn)行研究具有重要意義．為減少SO₂的排放，常采取的措施是：將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料．涉及的化學(xué)反應(yīng)為：
①H₂（g）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
②C（s）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
（1）反應(yīng)①是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？放熱反應(yīng)，2molH₂和1molO₂的總能量大于2molH₂O（g）總能量（填大于、小于或等于）；
（2）依據(jù)反應(yīng)②確定24g碳不完全燃燒生成CO（g）時(shí)放出的熱量是221kJ；
（3）反應(yīng)①表示是H₂的燃燒熱嗎？不是，若1molH₂O（l）完全轉(zhuǎn)化為H₂O（g）需要吸收44kJ的熱量，則H₂的燃燒熱是△H=-285.8kJ/mol；
（4）已知CO轉(zhuǎn)化成CO₂的能量關(guān)系如圖所示：寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2CO（s）+O₂（g）═2CO₂（s）△H=-566kJ•mol^-1；依據(jù)反應(yīng)②和圖形能量關(guān)系，則碳的燃燒熱△H=-393.5kJ•mol^-1；
（5）依據(jù)反應(yīng)①、②寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1；
（6）已知反應(yīng)：C（s）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═CO（g）△H₁；C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂；試比較△H₁和△H₂的大�。骸鱄₁＞△H₂（填“＞”、“＜”、“=”）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)①為氫氣燃燒反應(yīng)，所以是放熱反應(yīng)，則2molH₂和1molO₂的總能量大于2molH₂O（g）總能量；
（2）依據(jù)反應(yīng)②C（s）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1，得出1mol碳不完全燃燒生成CO（g）時(shí)放出的熱量為110.5kJ，據(jù)此計(jì)算；
（3）燃燒熱是指生成穩(wěn)定的化合物，所以應(yīng)生成液態(tài)水，根據(jù)1molH₂O（l）完全轉(zhuǎn)化為H₂O（g）需要吸收44kJ的熱量計(jì)算H₂的燃燒熱；
（4）根據(jù)圖象書(shū)寫熱化學(xué)方程式；依據(jù)反應(yīng)②和圖形能量關(guān)系，根據(jù)蓋斯定律計(jì)算碳的燃燒熱；
（5）依據(jù)①H₂（g）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
②C（s）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律②-①進(jìn)行計(jì)算；
（6）根據(jù)碳完全燃燒放出的熱量比不完全放出的熱量多以及放熱焓變?yōu)樨?fù)值比較．

解答 解：（1）反應(yīng)①為氫氣燃燒反應(yīng)，所以是放熱反應(yīng)，則2molH₂和1molO₂的總能量大于2molH₂O（g）總能量，故答案為：放熱；大于；
（2）依據(jù)反應(yīng)②C（s）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1，得出1mol碳不完全燃燒生成CO（g）時(shí)放出的熱量為110.5kJ，所以24g碳即2mol不完全燃燒生成CO（g）時(shí)放出的熱量是110.5×2=221kJ，故答案為：221；
（3）燃燒熱是指生成穩(wěn)定的化合物，所以氫氣燃燒應(yīng)生成液態(tài)水，則反應(yīng)①表示不是H₂的燃燒熱，又1molH₂O（l）完全轉(zhuǎn)化為H₂O（g）需要吸收44kJ的熱量，所以H₂的燃燒熱為△H=-241.8-44=-285.8kJ•mol^-1，故答案為：△H=-285.8kJ•mol^-1；
（4）由圖象可知2molCOHE 1mol氧氣生成2mol二氧化碳放出566KJ的熱量，所以熱化學(xué)方程式為2CO（s）+O₂（g）═2CO₂（s）△H=-566kJ•mol^-1，a；再由②C（s）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1，b，根據(jù)蓋斯定律$\frac{1}{2}$a+b，則碳的燃燒熱為△H=-$\frac{1}{2}$×566-110.5=-393.5kJ•mol^-1，
故答案為：2CO（s）+O₂（g）═2CO₂（s）△H=-566kJ•mol^-1；△H=-393.5kJ•mol^-1；
（5）依據(jù)①H₂（g）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
②C（s）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律②-①，則焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1；故答案為：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1；
（6）因?yàn)樘纪耆�燃燒放出的熱量比不完全放出的熱量多，又放熱焓變�(yōu)樨?fù)值，所以C（s）+$\frac{1}{2}{O_2}$（g）═CO（g）△H₁；C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂；試比較△H₁和△H₂的大小：△H₁＞△H₂，故答案為：＞．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)的能量變化，燃燒熱的定義和蓋斯定律的應(yīng)用，題目較簡(jiǎn)單．