Question

I．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
請回答下列問題：
（1）途徑Ⅰ放出的熱量理論上

等于

（填“＞”“=”或“＜”）途徑Ⅱ放出的熱量．
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數學關系式是

△H₁=△H₂+

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

．
Ⅱ．（1）在25℃、101kPa下，1g液態甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態水時放熱
22 7kJ，則該反應的熱化學方程式應為

CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ?mol^-1

．
（2）由氫氣和氧氣反應生成1mol液態水時放熱285.8kJ，寫出該反應的熱化學方程式

H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ?mol^-1

．若1g水蒸氣轉化成液態水放熱2.444kJ，則反應2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）的△H=

-483.6kJ/mol

．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）根據蓋斯定律，反應熱只與始態與終態有關，與途徑無關，始態相同、終態相同反應熱相同；
（2）根據蓋斯定律，利用途徑Ⅱ構造途徑Ⅰ，進行計算；
（3）根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減，反應熱也乘以相應的系數進行相應的加減；
Ⅱ、（1）計算1mol甲醇完全燃燒生成CO₂和液態水時放出的熱量，根據熱化學方程式的書寫原則進行書寫；
（2）根據熱化學方程式的書寫原則進行書寫氫氣和氧氣反應生成液態水的熱化學方程式；氣態水的能量比液態水的能量高，生成氣態水放出的熱量少，計算2mol液態水轉化為2mol氣態水吸收的熱量，進而計算氫氣與氧氣反應生成2mol氣態水的反應熱，據此書寫熱化學方程式．

解答：Ⅰ、（1）根據蓋斯定律，反應熱只與始態與終態有關，與途徑無關，途徑Ⅰ與途徑Ⅱ的始態相同、終態相同反應熱相等，
故答案為：相等；
（2）C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H₂＞0    ②
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H₃＜0③
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H₄＜0    ④
根據蓋斯定律，②+③×

1

2

+④×

1

2

得C（s）+O₂（g）═CO₂（g），故△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）
故答案為：△H₁=△H₂+

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；
Ⅱ、（1）1mol甲醇的質量為1mol×32g/mol=32g，1g液態甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態水時放熱22.7kJ，故32g甲醇燃燒生成CO₂和液態水時放熱22.7kJ×

32g

1g

=726.4，故反應的熱化學方程式為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ?mol^-1；
（2）氫氣和氧氣反應生成1mol液態水時放熱285.8kJ，該反應的熱化學方程式為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8kJ?mol^-1，
1g水蒸氣轉化成液態水放熱2.444kJ，2mol水的質量為2mol×18g/mol=36g，故2mol液態水轉化為2mol氣態水吸收的熱量為2.444kJ×

36g

1g

=88kJ，故氫氣與氧氣反應生成2mol氣態水的反應熱為△H=-（285.8×2-88）kJ/mol=-483.6kJ/mol，
故答案為：-483.6kJ/mol．

點評：考查蓋斯定律、反應熱的有關計算、熱化學方程式的書寫，難度中等，注意蓋斯定律的理解與熱化學方程式的書寫．