Question

1．能源是人类生存和发展的重要支柱．研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义．已知下列热化学方程式：
①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-570kJ/mol；
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-242kJ/mol；
③C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO （g）△H=-110.5kJ/moL；
④C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/moL；
⑤CO₂（g）+2H₂O（g）═2CH₄（g）+2O₂（g）△H=+890kJ/moL
回答下列问题：
（1）上述反应中属于燃烧热的热化学方程式的是④．
（2）H₂的燃烧热为285KJ/mol．
（3）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义．有些反应的反应热虽然难直接测定，但可通过间接的方法求得．试写出碳与水蒸气反应的热化学方程式C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）△H=+131.5KJ/mol；该反应的熵△S＞0 （选填“＞”、“=”、“＜”）；已知自由能△G可推知该反应在高温条件下可自发进行．

Answer 1

分析 （1）燃烧热的热化学方程式中，可燃物必须为1mol，生成的必须是稳定的氧化物，水必须为液态，据此分析；
（2）燃烧热是在101KP时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，此时生成的水必须为液态；
（3）利用③-②可计算C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）的反应热

解答 解：（1）燃烧热是在101KP时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，故在燃烧热的热化学方程式中，可燃物必须为1mol，生成的必须是稳定的氧化物，水必须为液态，故④为燃烧热的热化学方程式，故答案为：④；
（2）燃烧热是在101KP时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，此时生成的水必须为液态，故氢气的燃烧热可以通过反应①来得到，但反应①中是2mol氢气燃烧放出570KJ的热量，故氢气的燃烧热为285KJ/mol，故答案为：285KJ/mol；
（3）将③-②可得C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）△H=（-110.5kJ/mol）-（-242kJ/mol）=+131.5kJ/mol，该反应吸热即△H＞0，由于此反应中气体的种类和分子个数增多，故为熵增的反应，即△S＞0，则反应若要能自发进行，应该高温下．
故答案为：C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO （g）△H=+131.5KJ/mol；＞；高温．

点评 本题考查化学反应与能量变化，为高频考点，注意把握盖斯定律的应用以及反应能否自发进行的判断，结合反应的热化学方程式解答该题，难度不大．