Question

14．把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑ⅠC（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁＜0①
途徑Ⅱ先制成水煤氣：
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H₂＞0    ②
再燃燒水煤氣：
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H₃＜0③
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H₄＜0    ④請(qǐng)回答下列問題：
（1）途徑Ⅰ放出的熱量理論上等于（填“大于”“等于”或“小于”）途徑Ⅱ放出的熱量．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學(xué)關(guān)系式是△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）．
（3）已知：①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.5kJ•mol^?1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ•mol^?1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）+O₂（g）；△H=+141kJ•mol^?1
則TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g）的△H=-80kJ•mol^-1．
（4）已知下列各組熱化學(xué)方程式
（1）Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂△H=-25kJ/mol
（2）3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47kJ/mol
（3）Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640kJ/mol
請(qǐng)寫出FeO（s）被CO（g）還原成Fe和CO₂（g）的熱化學(xué)方程式CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-1308kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律的原理來判斷；
（2）根據(jù)蓋斯定律來判斷各步反應(yīng)之間的關(guān)系；
（3）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減；
（4）首先寫出FeO（s）被CO還原成Fe和CO₂的熱化學(xué)方程式CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H，利用蓋斯定律①×3-（③×2+②）可得到該化學(xué)方程式，以此計(jì)算△H．

解答 解：（1）由蓋斯定律可知：若是一個(gè)反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的吸收或放出的熱量總和與這個(gè)反應(yīng)一次發(fā)生時(shí)吸收或放出的熱量相同，
故答案為：等于；
（2）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)1=反應(yīng)2+反應(yīng)3×$\frac{1}{2}$+反應(yīng)4×$\frac{1}{2}$所以△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄），
故答案為：△H₁=△H₂+$\frac{1}{2}$（△H₃+△H₄）；
（3）已知：①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.5kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）；△H=-566kJ•mol^-1
③TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（s）+O₂（g）；△H=141kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①×2-②+③得TiO₂（s）+2Cl₂（g）+2C（s）=TiCl₄（s）+2CO（g），
故△H=2×（-393.5kJ•mol^-1-（-566kJ•mol^-1）+141kJ•mol^-1=-80kJ•mol^-1，
故答案為：-80kJ•mol^-1；
（4）①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+640kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①×3-（③×2+②）得到：
6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（g）+6CO₂（g）△H=-66kJ/mol；
得到熱化學(xué)方程式為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-1308kJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-1308kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查蓋斯定律、反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算、熱化學(xué)方程式的書寫，難度中等，注意蓋斯定律的理解與熱化學(xué)方程式的書寫．