Question

19．把煤作為燃料可以通過下列兩種途徑：
途徑I：C（s）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g）（放熱Q₁J）
途徑II：先制水煤氣：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）（吸熱Q₂J）再燃燒水煤氣：

試回答下列問題：
（1）判斷兩種途徑放熱：途徑I放出的熱量等于（填“大于”、“等于”、“小于”）途徑II放出的熱量．
（2）Q₁、Q₂、Q₃的數(shù)學關系式是$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂．
（3）由于制取水煤氣反應里，反應物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，那么在化學反應時，反應物應需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應條件為高溫．
（4）簡述煤通過途徑II作為燃料的意義．固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后，不僅在燃燒時可以大大減少SO₂和煙塵對大氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于輸送．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律可知：若是一個反應可以分步進行，則各步反應的吸收或放出的熱量總和與這個反應一次發(fā)生時吸收或放出的熱量相同來判斷；
（2）根據(jù)由蓋斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應放熱Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應吸熱Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應共放熱Q₃ kJ）
根據(jù)蓋斯定律①=$\frac{③}{2}$-②計算；
（3）根據(jù)吸熱反應中，反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量以及能量守恒；
（4）根據(jù)煤通過途徑Ⅱ作為燃料燃燒后產(chǎn)物無污染、燃燒效率高等．

解答 解：（1）由蓋斯定律可知：若是一個反應可以分步進行，則各步反應的吸收或放出的熱量總和與這個反應一次發(fā)生時吸收或放出的熱量相同，故答案為：等于；
（2）由蓋斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應放熱Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應吸熱Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應共放熱Q₃ kJ）
根據(jù)蓋斯定律①=$\frac{③}{2}$-②計算；
，所以Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；故答案為：$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；
（3）因吸熱反應中，反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，以及在化學反應中能量守恒，所以反應物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，故答案為：低于；吸收；高溫；
（4）因煤通過途徑Ⅱ作為燃料燃燒后產(chǎn)物無污染、燃燒效率高等，
故答案為：固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后，不僅在燃燒時可以大大減少SO₂和煙塵對大氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于輸送．

點評 本題主要考查了蓋斯定律的應用，同時還考查了煤的氣化，難度不大．