Question

【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)；ΔH = －393.15 kJ·mol－1 ①

途径Ⅱ 先制成水煤气：

C(s) + H2O(g) ＝ CO(g) + H2(g)； ΔH2 ②

再燃料水煤气：

2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2(g)； ΔH= －566kJ·mol－1 ③

2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g)；ΔH= －484 kJ·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) ΔH＝－200.9kJ·mol－1

NO(g)＋O2(g)==NO2(g) ΔH＝－58.2kJ·mol－1

SO2(g)＋O3(g)==SO3(g)＋O2(g) ΔH＝－241.6kJ·mol－1

反应3NO(g)＋O3(g)==3NO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。

（4）已知下列各组热化学方程式

① Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 △H=－25kJ/mol

② 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=－47kJ/mol

③ Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+640kJ/mol

请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe和CO2(g)的热化学方程式______________________________。

（5）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），其燃烧热的热化学方程式______________________________________________________； 已知断裂下列1mol化学键需要吸收的能量分别为：C=O:745kJ/mol ， O=O:496kJ/mol ， C-H:414kJ/mol 则断裂1molH-O键需要提供的能量为____________________ kJ。

Answer 1

【答案】 等于 +131.85 kJ/mol －317.3 FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) △H=－218 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－889.6 kJ/mol 511.9 kJ

【解析】（1）根据盖斯定律，反应热只与始态与终态有关，与途径无关，途径Ⅰ与途径Ⅱ的始态相同、终态相同反应热相等；（2）已知：①C(s) + O2(g) ＝ CO2(g)；ΔH1 = －393.15 kJ·mol－1；③2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2(g)； ΔH3= －566kJ·mol－1 ；④2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g)；ΔH4= －484 kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①-×③-×④可得反应②C(s) + H2O(g) ＝ CO(g) + H2(g)，则ΔH2＝ΔH1-ΔH3-ΔH4=－393.15 kJ·mol－1-×（－566kJ·mol－1）-×（－484 kJ·mol－1）=+131.85 kJ/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；③SO2(g)＋O3(g)==SO3(g)＋O2(g) ΔH3＝－241.6kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①-2×②可得反应3NO(g)＋O3(g)==3NO2(g)，则ΔH＝ΔH1+2×ΔH2=－200.9kJ·mol－1+2×（－58.2kJ·mol－1）=－317.3 kJ/mol；（4）已知① Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 △H1=－25kJ/mol；② 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=－47kJ/mol；③ Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3=+640kJ/mol；根据盖斯定律，由--×②+×①可得反应FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ，则△H=-×△H2+×△H1=－218 kJ/mol；（5）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，甲烷的物质的量是n(CH4)= =0.5mol，所以甲烷完全燃烧生成CO2 和液态水的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= —889．6kJ/mol；断裂下列1mol化学键需要吸收的能量分别为：C=O:745kJ/mol， O=O:496kJ/mol ，C-H:414kJ/mol ，反应热是断裂反应物的化学键吸收的热量与产生生成物的化学键所释放的热量的差，则4×414kJ/mol+2mol×496kJ/mol-2mol×745kJ/mol -4×H-O=—889.6kJ。解得H-O的键能是511.9kJ/mol，断裂1molH-O键需要提供的能量为511.9kJ。