题目内容

12．（1）在1.01×105Pa时，4g氢气完全燃烧生成液态水，放出571kJ的热量，写出表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H=-285.5KJ/moL．
（2）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：C（s）+O2 （g）=CO2（g）△H＜0    ①
途径II：先制成水煤气：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1＞0   ②
再燃烧水煤气：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2＜0     ③
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3＜0     ④
请回答下列问题：
①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，原因是根据盖斯定律可知，各分步反应的反应热之和等于总反应的反应热．
②△H、△H1、△H2、△H3的数学关系式是△H=△H1+$\frac{1}{2}$（△H2+△H3）．
③6g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出55.2kJ热量．其热化学方程式为C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO（g）△H=-110.4kJ•mol-1．
④煤炭作为燃料采用途径II的优点有燃料燃烧充分，利用率高，且放热多，污染小等．

分析 （1）根据燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量；根据n=$\frac{m}{M}$计算1mol氢气完全燃烧放出的热量，结合热化学方程式的书写方法写出热化学方程式即可；
（2）①根据盖斯定律可知，反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关，通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量；
②由盖斯定律，将途径Ⅱ的三个化学方程式乘以适当的系数进行加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的加减，构造出途径I的热化学方程式，据此判断△H、△H1、△H2、△H3的数学关系式；
③根据书写热化学方程式的方法来分析；
④固体煤经处理变为气体燃料后，根据气体燃料具有的优点分析．

解答 解：（1）4g氢气的物质的量为：n=$\frac{m}{M}$=$\frac{4g}{2g/mol}$=2mol，2molH2在O2中完全燃烧生成2.00mol液态H2O放出571kJ的热量，所以1mol氢气完全燃烧放出热量285.5KJ，氢气燃烧热的热化学方程式为H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H=-285.5KJ/mol，H2的燃烧热为285.5KJ/mol，
故答案为：H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H=-285.5 KJ/moL；
（2）①根据盖斯定律可知，反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关，通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的，途径Ⅰ和途径Ⅱ等量的煤燃烧消耗的氧气相等，两途径最终生成物只有二氧化碳，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量，
故答案为：等于；根据盖斯定律可知，各分步反应的反应热之和等于总反应的反应热；
②途径Ⅱ：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H1＞0  ②
再燃烧水煤气：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2＜0      ③
2H2（g）+O2 （g）═2H2O（g）△H3＜0                  ④
由盖斯定律可知，②×2+③+④得2C（s）+2O2 （g）═2CO2（g）△H=2△H1+△H2+△H2，
所以△H=$\frac{1}{2}$（2△H1+△H2+△H3）=△H1+$\frac{1}{2}$（△H2+△H2），
故答案为：△H=△H1+$\frac{1}{2}$（△H2+△H3）；
③6g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出55.2kJ热量，即1mol炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.4kJ热量，热化学方程式为：C（s）+$\frac{1}{2}$O2 （g）=CO（g）△H=-110.4 kJ•mol-1，故答案为：C（s）+$\frac{1}{2}$O2 （g）=CO（g）△H=-110.4 kJ•mol-1；
④煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义是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．
故答案为：燃料燃烧充分，利用率高，且放热多，污染小等．

点评 本题考查学生盖斯定律的应用以及反应吸放热与反应物、生成物能量之间的关系，可以根据所学知识进行回答，难度不大．

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