Question

16．把煤作为燃料使用可通过下列两种途径：
途径I：C（s）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁＜0       ①
途径II：先制成水煤气：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0       ②
再燃烧水煤气：2CO（g）+O₂ （g）═2CO₂（g）△H₃＜0                  ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜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，如果一个化学反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的数学关系式是△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）．
（3）由于制取水煤气的反应里，反应物具有的总能量小于（填“大于”“等于”或“小于”）生产物具有的总能量，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．

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）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△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的数学关系式；
（3）反应物具有的总能量小于生成物的总能量时，则反应是吸热反应，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，反应条件是加热．

解答 解：（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，如果一个化学反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的．
（2）途径Ⅱ：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0 ②
再燃烧水煤气：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0 ③
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（g）△H₄＜0 ④
由盖斯定律可知，②×2+③+④得2C（s）+2O₂ （g）═2CO₂（g）△H=2△H₂+△H₃+△H₄．
所以△H₁=$\frac{1}{2}$△H=$\frac{1}{2}$（2△H₂+△H₃+△H₄）=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）．
故答案为：△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）；
（3）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；高温．

点评 本题考查盖斯定律、反应热的计算等，难度中等，理解盖斯定律是解题的关键，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，即反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关．