Question

14．把煤作为燃料可通过下列两种途径获得热量：
途径Ⅰ：直接燃烧：C（s）+O₂ （g）$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂（g）  （放热Q₁kJ）
途径Ⅱ：先制成水煤气，再燃烧水煤气：
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）  （吸热Q₂kJ）
2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O2（g）$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（共放热Q₃kJ）
（1）判断途径Ⅰ放出的总热量等于（填“大于”“小于”或“等于”）途径Ⅱ放出的总热量．
（2）在制水煤气的反应中，反应物所具有的总能量小于（填“大于”“小于”或“等于”）生成物所具有的总能量，因此在反应时，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，其反应的条件为高温．
（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算．已知：
C（s，石墨）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599kJ•mol^-1
根据盖斯定律，计算298K时由C（s，石墨）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）反应的焓变为：△H=+226.7kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （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）当反应物的能量低于生成物的能量时，反应是吸热的；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到．

解答 解：（1）根据盖斯定律，煤作为燃料不管是一步完成还是分两步完成，反应物和产物的焓值是一定的，所以两途径的焓变值一样，放出的热量一样，
故答案为：等于；
（2）制水煤气 C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂＞0，该反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物的总能量，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，反应条件是高温，
故答案为：小于；吸收；高温；
（3）已知：①C_{（s，石墨）}+O_2（g）=CO_2（g）△H₁=+393.5kJ/mol
②2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O _（l）△H₂=-571.6kJ/mol
③2C₂H_2（g）+5O_2（g）=4CO_2（g）+2H₂O _（l）△H₃=-2599kJ/mol
根据盖斯定律，①×4+②-③得到反应的热化学方程式为：4C_{（s，石墨）}+2H_2（g）=2C₂H_2（g） △H=+453.4kJ•mol^-1；
热化学方程式为：2C_{（s，石墨）}+H_2（g）=C₂H_2（g） △H=+226.7kJ•mol^-1，
故答案为：+226.7kJ•mol^-1．

点评 本题考查反应热与焓变的应用，题目难度中等，理解盖斯定律是解题的关键，注意掌握化学反应与能量变化的关系，试题培养了学生的灵活应用能力．