题目内容
【题目】把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ:C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH1=-393.15kJ·mol-1 ①
途径Ⅱ:先制成水煤气:C(s)+H2O(g)=CO(g) +H2(g);ΔH2 ②
再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);ΔH3=-566kJ·mol-1 ③
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);ΔH4=-484kJ·mol-1 ④
请回答下列问题:
(1)途径Ⅰ放出的热量理论上_______(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)ΔH2=______。
(3)煤燃烧的烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减 少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9kJ·mol-1,NO(g)+O2(g)=NO2(g) ΔH2=-58.2kJ·mol-1,SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) ΔH3=-241.6kJ·mol-1,则反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的ΔH=________。
(4)在标准状况下的11.2L甲烷完全燃烧生成CO2和液态水放出444.8kJ热量(298K),能表示其燃烧热的热化学方程式是________;已知断裂1mol下列化学键需要吸收的能量分别为:C=O:745kJ;O=O键:496kJ;C-H键:414kJ,则断裂1molH-O键需要吸收的能量为_______。
【答案】等于 +131.85kJ/mol -317.3kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-889.6 kJ/mol 511.9kJ
【解析】
根据盖斯定律的定义与应用进行求解。
(1)根据盖斯定律,化学反应中的能量变化只与物质的始态与终态有关,则途径Ⅰ放出的热量理论上等于途径Ⅱ;
(2)根据盖斯定律,①-(③+④)/2,即可得到C(s)+H2O(g)=CO(g) +H2(g),则ΔH2=[-393.15+(566+484)/2]kJ/mol=+131.85kJ/mol;
(3)已知①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.9kJ·mol-1,②NO(g)+O2(g)=NO2(g) ΔH2=-58.2kJ·mol-1,根据盖斯定律①+2×②,即可得到3NO(g)+O3(g)=3NO2(g),则ΔH=-200.9 kJ/mol-58.2×2 kJ/mol=-317.3kJ/mol;
(4)甲烷的燃烧热为1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,则燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-889.6 kJ/mol;根据旧键的断裂吸热,新键的形成放热,则4×414+2×496-2×745-4×X=-889.6,解得X=511.9,则断裂1molH-O键需要吸收511.9kJ的热量。
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