Question

17．把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ：C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳单质反应放热Q₁ kJ）
途径Ⅱ：先制水煤气 C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳单质反应吸热Q₂ kJ）
再燃烧水煤气 2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反应共放热Q₃ kJ）
试回答下列问题：
（1）当等物质的量的单质碳反应时，途径Ⅰ放出的热量等于 （填“大于”、“等于”或“小于”）途径Ⅱ放出的热量．
（2）Q₁、Q₂、Q₃ 的数学关系式是Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂．
（3）由于制取水煤气反应里，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量生成物所具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，因此其反应条件为高温．
（4）简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义：固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO₂和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送．

Answer 1

分析 （1）根据盖斯定律可知：若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同来判断；
（2）根据由盖斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳单质反应放热Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳单质反应吸热Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反应共放热Q₃ kJ）
根据盖斯定律①=$\frac{③}{2}$-②计算；
（3）根据吸热反应中，反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量以及能量守恒；
（4）根据煤通过途径Ⅱ作为燃料燃烧后产物无污染、燃烧效率高等．

解答 解：（1）由盖斯定律可知：若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，故答案为：等于；
（2）由盖斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳单质反应放热Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳单质反应吸热Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反应共放热Q₃ kJ）
根据盖斯定律①=$\frac{③}{2}$-②，所以Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；故答案为：Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；
（3）因吸热反应中，反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，以及在化学反应中能量守恒，所以反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，故答案为：低于；吸收；高温；
（4）因煤通过途径Ⅱ作为燃料燃烧后产物无污染、燃烧效率高等，
故答案为：固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少SO₂和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送．

点评 本题主要考查了盖斯定律的应用，同时还考查了煤的气化，难度不大．