题目内容
15．
随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视．（1）如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可为C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2；图中变化过程哪些是吸热反应①③（填序号）．
（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）△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
则途径Ⅰ放出的热量等于（填“大于”、“等于”或“小于”）途径Ⅱ放出的热量；△H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是△H1=△H2+$\frac{1}{2}$（△H3+△H4）．
（3）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用如下方法合成甲醇：
方法一 CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g） 方法二 CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
在25℃、101kPa下，1克甲醇完全燃烧放热22.68kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-32akJ•mol-1；
（4）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：
TiO2（金红石）+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO
已知：C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ•mol-1
TiO2（s）+2Cl2（g）═（s）+O2（g）△H=+141kJ•mol-1
则TiO2（s）+2Cl2（g）+（s）═（s）+（g）的△H=-80kJ/mol．
（5）臭氧可用于净化空气，饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂．臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应．如
（s）+O3（g）═3Ag2O（s）△H=-235.8kJ•mol-1，
已知：2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g）△H=+62.2kJ•mol-1，
则O3转化为O2的热化学方程式为2O3（g）═3O2（g）△H=-285kJ/mol．
分析 （1）依据碳及其化合物性质分析转化关系，①是置换反应可以是碳好水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，或与金属氧化物反应，其中碳和水蒸气反应，碳和二氧化碳反应为吸热反应；
（2）根据盖斯定律的原理来判断，根据盖斯定律①=②+③×$\frac{1}{2}$+④×$\frac{1}{2}$判断；
（3）依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，题干所给量计算32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放热，结合热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和对应焓变；
（4）根据盖斯定律Ⅰ×2-Ⅱ+Ⅲ计算；
（5）Ⅰ、6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s），△H=-235.8kJ•mol-1，
Ⅱ、2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g），△H=+62.2kJ•mol-1，
根据盖斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O3（g）═3O2（g），以此计算反应热；
解答 解：（1）①是置换反应可以是碳好水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，或与金属氧化物反应，反应的化学方程式为：C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2，其中碳和水蒸气反应，碳和二氧化碳反应为吸热反应即①③为吸热反应；
故答案为：C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2，①③；
（2）由盖斯定律可知：若是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；
根据盖斯定律，①=②+③×$\frac{1}{2}$+④×$\frac{1}{2}$ 所以△H1=△H2+$\frac{1}{2}$（△H3+△H4），故答案为：等于；△H1=△H2+$\frac{1}{2}$（△H3+△H4）；
（3）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃烧生成CO2和液态水时放热akJ．32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为32QKJ；则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-32akJ•mol-1，
故答案为：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-32akJ•mol-1；
（4）Ⅰ、C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1；
Ⅱ、2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ•mol-1
Ⅲ、TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（s）+O2（g）△H=+141kJ•mol-1
盖斯定律计算Ⅰ×2-Ⅱ+Ⅲ得到：TiO2（s，金红石）+2C（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）+2CO（g）△H=-80 kJ/mol，
故答案为：-80 kJ/mol；
（5）Ⅰ、6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s），△H=-235.8kJ•mol-1，
Ⅱ、2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g），△H=+62.2kJ•mol-1，
根据盖斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O3（g）═3O2（g），则反应热△H=（-235.8kJ•mol-1）×2+（+62.2kJ•mol-1）×3=-285kJ/mol，
故答案为：2O3（g）═3O2（g）△H=-285kJ/mol．
点评 本题考查较综合，涉及热化学反应方程式、盖斯定律的应用，侧重反应原理的考查，注重知识的迁移应用，题目难度中等．
阅读快车系列答案| A． | 两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同 | |
| B． | 凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布 | |
| C． | 两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素 | |
| D． | 阴离子的核外电子排布一定与比它原子序数小的稀有气体元素原子的核外电子排布相同 |
| A． | 用惰性电极电解熔融氯化钠：2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH- | |
| B． | 用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜：Al2O3+2OH-+3H2O═2[Al（OH）4]- | |
| C． | 向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀2HCO${\;}_{3}^{-}$+Ca2++2OH-═CaCO3↓+CO${\;}_{3}^{2-}$+2H2O | |
| D． | 用食醋除去水瓶中的水垢：CO${\;}_{3}^{2-}$+2CH3COOH═2CH3COO-+CO2↑+H2O |
| A． | 运液氯可用钢瓶装，车上应贴 标志．装运浓硫酸可用铝槽罐车，应贴 标志 | |
| B． | 冬天严禁在窗门紧闭的室内用煤饼炉取暖，因为生成的CO、CO2等容易引起中毒 | |
| C． | 洁厕灵和厨房清洁剂不 能混合使用，因为会反应生成Cl2引起中毒 | |
| D． | 患有胃溃疡的患者治疗胃酸过多，可用长期大量服用含Al（OH）3的胃药 |
| A． | AgNO3 溶液中加入Cu：Cu+Ag+=Cu2++Ag | |
| B． | NaHCO3溶液中加入CH3COOH：CO32-+2CH3COOH=CO2↑+2CH3COO-+H2O | |
| C． | 含0.2mol FeBr2 的溶液中通入0.2mol Cl2：4Fe2++6Br-+5Cl2=4Fe3++3Br2+10Cl- | |
| D． | 等体积等物质的量浓度的NaHCO3和Ba（OH）2溶液混合：HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O |
| A． | 肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、CO32-、Br- | |
| B． | 肯定存在的离子是K+、SO42-、SO32- | |
| C． | 无法确定原溶液中是否存在Cl-和CO32- | |
| D． | 若步骤④改用BaCl2和盐酸的混合溶液，则对溶液中离子的判断也无影响 |