Question

20．隨著世界工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展、人口的劇增，全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴重的問題，如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(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變化是置換反應，則其化學方程式可為C+CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑； 
（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
則途徑Ⅰ放出的熱量等于（填“大于”、“等于”或“小于”）途徑Ⅱ放出的熱量．
（3）甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，已知反應2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）某溫度下的平衡常數(shù)為400．此溫度下，在密閉容器中加入CH₃OH，反應到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	CH3OH	CH3OCH3	H2O
濃度/ （mol•L-1）	0.44	0.6	0.6

比較此時正、逆反應速率的大�。簐_正＞v_逆（填“＞”“＜”或“=”）．
（4）生產(chǎn)液晶顯示器的過程中使用的化學清洗劑NF₃是一種溫室氣體，其存儲能量的能力是CO₂的12 000～20 000倍，在大氣中的壽命可長達740年之久，以下是幾種化學鍵的鍵能：

化學鍵	N≡N	F-F	N-F
鍵能/kJ•mol-1	941.7	154.8	283.0

則反應N₂（g）+3F₂（g）═2NF₃（g）的△H=-291.9KJ•mol^-1
（5）25℃、101kPa時，已知：
2H₂O（g）═O₂（g）+2H₂（g）△H₁
Cl₂（g）+H₂（g）═2HCl（g）△H₂
2Cl₂（g）+2H₂O（g）═4HCl（g）+O₂（g）△H₃
則△H₃與△H₁和△H₂間的關(guān)系正確的是A
A．△H₃=△H₁+2△H₂    B．△H₃=△H₁+△H₂ C．△H₃=△H₁-2△H₂          D．△H₃=△H₁-△H₂
（6）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．如6Ag（s）+O₃（g）=3Ag₂O（s）△H=-235.8kJ•mol^-1，
已知：2Ag₂O（s）=4Ag（s）+O₂（g）△H=+62.2kJ•mol^-1，
則O₃轉(zhuǎn)化為O₂的熱化學方程式為2O₃（g）═3O₂（g）△H=-285kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）C能將CuO中的銅置換出來；
（2）根據(jù)蓋斯定律可知，反應熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)；
（3）依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應進行的方向；
（4）反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能；
（5）①2H₂O（g）=2H₂（g）+O₂（g）△H₁；
②H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H₂ ；
③2Cl₂（g）+2H₂O（g）=4HCl（g）+O₂（g）△H₃；
則反應③=①+2×②，由蓋斯定律計算；
（6）Ⅰ、6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s），△H=-235.8kJ•mol^-1，
Ⅱ、2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g），△H=+62.2kJ•mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O₃（g）═3O₂（g），以此計算反應熱．

解答 解：（1）C能將CuO中的銅置換出來，生成銅和CO，故化學方程式為C+CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑，故答案為：C+CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑；
（2）根據(jù)蓋斯定律可知，反應熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(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；
故答案為：等于；
（3）該反應的濃度商=$\frac{c（CH{\;}_{3}OCH{\;}_{3}）•c（H{\;}_{2}O）}{c{\;}^{2}（CH{\;}_{3}OH）}$=$\frac{0.6×0.6}{0.44{\;}^{2}}$=1.86＜400，故反應向正反應方向進行，正反應速率大于逆反應速率，故答案為：＞；
（4）因為反應熱等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，所以反應N₂（g）+3F₂（g）=2NF₃（g）△H=（941.7+3×154.8-283.0×6）KJ•mol^-1=-291.9KJ•mol^-1，故答案為：-291.9KJ•mol^-1；
（5）①2H₂O（g）=2H₂（g）+O₂（g）△H₁；
②H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H₂ ；
③2Cl₂（g）+2H₂O（g）=4HCl（g）+O₂（g）△H₃；
則反應③=①+2×②，由蓋斯定律可知，△H₃=△H₁+2△H₂，故選：A；
（6）Ⅰ、6Ag（s）+O₃（g）═3Ag₂O（s），△H=-235.8kJ•mol^-1，
Ⅱ、2Ag₂O（s）═4Ag（s）+O₂（g），△H=+62.2kJ•mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O₃（g）═3O₂（g），則反應熱△H=（-235.8kJ•mol^-1）×2+（+62.2kJ•mol^-1）×3=-285kJ/mol，
故答案為：2O₃（g）═3O₂（g）△H=-285kJ/mol．

點評 本題考查較綜合，涉及熱化學反應方程式、蓋斯定律的應用，側(cè)重反應原理的考查，注重知識的遷移應用，題目難度中等．