Question

【題目】隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的劇增，全球能源緊張及世界氣候面臨越來(lái)越嚴(yán)重的問(wèn)題，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。

(1)如圖為C及其氧化物的變化關(guān)系圖，若①是通過(guò)O2與C反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，測(cè)知生成14gCO時(shí)放出60kJ的熱量，則其熱化學(xué)方程式為 。

(2)把煤作為燃料可通過(guò)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

則途徑I放出的熱量 (填“大于”“等于”或“小于”)途徑II放出的熱量；△H1、△H2、△H3、△H4的數(shù)學(xué)關(guān)系式是 。

(3)甲醇(CH3OH)是一種可再生能源，具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上可用如下方法合成甲醇：

方法一 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

方法二 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

在25℃、101kPa下，1 克液態(tài)甲醇完全燃料放熱25kJ，寫(xiě)出甲醇燃燒生成1molCO2的熱化學(xué)方程式 。若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池反應(yīng)，用稀H2SO4 作電解質(zhì)，則其電極方程式分別為正極： 負(fù)極：

(4)金屬鈦冶煉過(guò)程中其中一步反應(yīng)是將原料金紅石轉(zhuǎn)化：

TiO2(金紅石)+2C+2Cl2TiCl4+2CO

已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H= - 400kJ·mol―1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H= - 560kJ·mol―1

TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl(s)+O2(g) △H=+140kJ·mol―1

則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的△H= 。

(5)臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒，處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如：

6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) △H=―260kJ·mol―1

已知：2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g) △H=+70kJ·mol―1

則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學(xué)方程式為 。

Answer 1

【答案】

(1)2C(s)+O2( s ) = 2CO(s) △H=-240kJ/mol

(2)等于；△H1=△H2+(△H3+△H4)

(3)CH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－800kJ/mol；

3O2+ 12e－ +12H+=6H2O；2CH3OH-12e－+2H2O=2CO2+12H+

(4)－100kJ/mol；(5)2O3(g)=3O2(g) △H=－310kJ/mol

【解析】

試題分析：(1)14gCO時(shí)放出60kJ的熱量，1molCO的質(zhì)量為28g，則放出120kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為C(s)+O2( s ) = CO(s) △H=-120kJ/mol，故答案為：C(s)+ O2( s ) = CO(s) △H=-120kJ/mol；

(2)由蓋斯定律可知：若是一個(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；根據(jù)蓋斯定律，①=②+③×+④× 所以△H1=△H2+(△H3+△H4)，故答案為：等于；△H1=△H2+(△H3+△H4)；

(3)在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱25kJ，32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為800KJ；則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-800kJmol-1，將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池反應(yīng)，用稀H2SO4 作電解質(zhì)，則其電極方程式分別為正極3O2+ 12e－ +12H+=6H2O，負(fù)極2CH3OH-12e－+2H2O=2CO2+12H+，故答案為：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-800kJmol-1；3O2+ 12e－ +12H+=6H2O；2CH3OH-12e－+2H2O=2CO2+12H+；

(4)Ⅰ、C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-400kJmol-1；

Ⅱ、2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-560kJmol-1，

Ⅲ、TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(s)+O2(g)△H=+140kJmol-1，

蓋斯定律計(jì)算Ⅰ×2-Ⅱ+Ⅲ得到：TiO2(s，金紅石)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+2CO(g)△H=-100kJ/mol，故答案為：-100kJ/mol；

(5)Ⅰ、6Ag(s)+O3(g)═3Ag2O(s)，/span>△H=-260kJmol-1，

Ⅱ、2Ag2O(s)═4Ag(s)+O2(g)，△H=+70kJmol-1，

根據(jù)蓋斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O3(g)═3O2(g)，

則反應(yīng)熱△H=(-260kJmol-1)×2+(+70kJmol-1)×3=-310kJ/mol，

故答案為：2O3(g)═3O2(g)△H=-310kJ/mol。