Question

（創(chuàng)新探究）把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑ⅠC（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁＜0
途徑Ⅱ先制水煤氣：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0
再燃燒水煤氣：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₄＜0請回答下列問題：
（1）判斷兩種途徑放熱：途徑Ⅰ放出的熱量

 

途徑Ⅱ放出的熱量（填“大于”、“等于”或“小于”）．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學關(guān)系是

 

．
（3）由于制取水煤氣的反應里，反應物具有的總能量

 

（填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的總能量，那么在化學反應時，反應物就需要

 

能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應條件為

 

．
（4）已知：Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H₁=-25kJ?mol^-1①
3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H₂=-47kJ?mol^-1②
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H₃=+19kJ?mol^-1③
請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：

 

．
（5）簡述煤通過途徑Ⅱ作為燃料的意義．

Answer 1

考點：化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的計算

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）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)；
（2）依據(jù)蓋斯定律處理得目標方程；
（3）反應物具有的總能量小于生成物的總能量時，則反應是吸熱反應，反應物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，反應條件是加熱；
（3）依據(jù)蓋斯定律

①×3-(③×2+②)

6

得目標方程；
（5）固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后，根據(jù)氣體燃料具有的優(yōu)點分析；

解答： 解：（1）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；
（2）途徑Ⅱ：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
由蓋斯定律可知，②×2+③+④得2C（s）+2O₂ （g）═2CO₂（g）△H=2△H₂+△H₃+△H₄，
所以△H₁=

1

2

△H=

1

2

（2△H₂+△H₃+△H₄）=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄），
故答案為：△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）；
（3）制水煤氣 C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂＞0，該反應是吸熱反應，反應物具有的總能量小于生成物的總能量，反應物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，反應條件是加熱，
故答案為：小于；吸收；加熱；
（4）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66KJ/mol；
得到熱化學方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol；
（5）煤通過途徑Ⅱ作為燃料的意義是固體煤經(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，放熱多，污染�。�
故答案為：燃料燃燒充分，利用率高，放熱多，污染小等．

點評：本題考查蓋斯定律的應用以及反應吸放熱與反應物、生成物能量之間的關(guān)系，可以根據(jù)所學知識進行回答，難度不大