Question

隨著世界工業經濟的發展、人口的劇增，全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴重的問題，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發利用CO2引起了全世界的普遍重視。

（1）如圖為C及其氧化物的變化關系圖，若①變化是置換反應，則其化學方程式可為______________________________________；

圖中變化過程哪些是吸熱反應________（填序號）。

（2）甲醇是一種可再生能源，具有開發和應用的廣闊前景，工業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℃、101 kPa下，1克甲醇完全燃燒放熱22.68 kJ，寫出甲醇燃燒的熱化學方程式：_____________________________________________；

某火力發電廠CO2的年度排放量是2 200萬噸，若將此CO2完全轉化為甲醇，則理論上由此獲得的甲醇完全燃燒放熱約是________kJ（保留三位有效數字）。

（3）金屬鈦冶煉過程中其中一步反應是將原料金紅石轉化：TiO2（金紅石）＋2C＋2Cl2高溫,TiCl4＋2CO　已知：C（s）＋O2（g）=CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）　ΔH＝－566 kJ·mol－1

TiO2（s）＋2Cl2（g）=TiCl4（s）＋O2（g）　ΔH＝＋141 kJ·mol－1

則TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）=TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝________。

（4）臭氧可用于凈化空氣，飲用水消毒，處理工業廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質反應。如：

6Ag（s）＋O3（g）=3Ag2O（s）　ΔH＝－235.8 kJ·mol－1，

已知：2Ag2O（s）=4Ag（s）＋O2（g）ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1，

則O3轉化為O2的熱化學方程式為_________________________。

 

Answer 1

（1）C＋H2O（g）高溫,H2＋CO（合理即可，如與CuO、FeO、SiO2等反應）　①③

（2）CH3OH（l）＋O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－725.76 kJ·mol－1　3.63×1014

（3）－80 kJ·mol－1

（4）2O3（g）=3O2（g）　ΔH＝－285 kJ·mol－1

【解析】（1）由信息可知反應①是置換反應，所以應為吸熱反應；（2）1 mol甲醇燃燒放出熱量22.68 kJ×32＝725.76 kJ，依據信息生成物水為液態；依據碳原子守恒n（CH3OH）＝n（CO2）＝＝5×1011 mol，放出熱量725.76 kJ·mol－1×5×1011 mol＝3.63×1014 kJ；（3）對已知熱化學方程式編號從前到后分別為①②③，③－②＋①×2即可得所求方程式，所以ΔH＝＋141 kJ·mol－1－（－566 kJ·mol－1）＋（－393.5 kJ·mol－1）×2；（4）首先寫出所求反應的化學方程式2O3（g）=3O2（g），前式×2＋后式×3即可得所求熱化學方程式。