Question

17．把煤作為燃料可通過(guò)下列兩種途徑：
途徑Ⅰ：C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應(yīng)放熱Q₁ kJ）
途徑Ⅱ：先制水煤氣 C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應(yīng)吸熱Q₂ kJ）
再燃燒水煤氣 2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應(yīng)共放熱Q₃ kJ）
試回答下列問(wèn)題：
（1）當(dāng)?shù)任镔|(zhì)的量的單質(zhì)碳反應(yīng)時(shí)，途徑Ⅰ放出的熱量等于 （填“大于”、“等于”或“小于”）途徑Ⅱ放出的熱量．
（2）Q₁、Q₂、Q₃ 的數(shù)學(xué)關(guān)系式是Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂．
（3）由于制取水煤氣反應(yīng)里，反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量生成物所具有的總能量，那么在化學(xué)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應(yīng)條件為高溫．
（4）簡(jiǎn)述煤通過(guò)途徑Ⅱ作為燃料的意義：固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后，不僅在燃燒時(shí)可以大大減少SO₂和煙塵對(duì)大氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于輸送．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)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來(lái)判斷；
（2）根據(jù)由蓋斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應(yīng)放熱Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應(yīng)吸熱Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應(yīng)共放熱Q₃ kJ）
根據(jù)蓋斯定律①=$\frac{③}{2}$-②計(jì)算；
（3）根據(jù)吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量以及能量守恒；
（4）根據(jù)煤通過(guò)途徑Ⅱ作為燃料燃燒后產(chǎn)物無(wú)污染、燃燒效率高等．

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）由蓋斯定律可知：①C（s）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應(yīng)放熱Q₁ kJ）
②C（s）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO（g）+H₂（g） （1mol碳單質(zhì)反應(yīng)吸熱Q₂ kJ）
③2CO（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂（g）
2H₂（g）+O₂（g） $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O（g）（1molCO和1molH₂反應(yīng)共放熱Q₃ kJ）
根據(jù)蓋斯定律①=$\frac{③}{2}$-②，所以Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；故答案為：Q₁=$\frac{Q{\;}_{3}}{2}$-Q₂；
（3）因吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，以及在化學(xué)反應(yīng)中能量守恒，所以反應(yīng)物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，故答案為：低于；吸收；高溫；
（4）因煤通過(guò)途徑Ⅱ作為燃料燃燒后產(chǎn)物無(wú)污染、燃燒效率高等，
故答案為：固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后，不僅在燃燒時(shí)可以大大減少SO₂和煙塵對(duì)大氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于輸送．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了蓋斯定律的應(yīng)用，同時(shí)還考查了煤的氣化，難度不大．