Question

【題目】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，則其化學方程式可以是__________________。　

(2)把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：

途徑 Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＜0　①

途徑 Ⅱ：先制成水煤氣：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2＞0　②

再燃燒水煤氣：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＜0　③

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＜0　④

則途徑 Ⅰ 放出的熱量__________(填“大于”“等于”或“小于”)途徑 Ⅱ 放出的熱量；ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的數學關系式是____________________。

(3)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 g甲醇完全燃燒放熱22.68 kJ，寫出甲醇燃燒熱的熱化學方程式________________________________________________________________。

(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 ①

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

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

Answer 1

【答案】C＋CuOCu＋CO↑等于ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)CH4O(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol―12O3(g)===3O2(g)　ΔH＝－285 kJ·mol―1

【解析】

（1）C能將CuO中的銅置換出來。

（2）根據蓋斯定律可知，反應熱只與始態和終態有關，而與反應的途徑無關；由蓋斯定律，將途徑Ⅱ的三個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，構造出途徑I的熱化學方程式，據此判斷△H1、△H2、△H3、△H4的數學關系式。

（3）題干所給量計算32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態水放熱，結合熱化學方程式書寫方法，標注物質聚集狀態和對應焓變。

（4）Ⅰ、6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s），△H=-235.8kJmol-1；Ⅱ、2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g），△H=+62.2kJmol-1；根據蓋斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O3（g）═3O2（g），以此計算反應熱。

(1)①是置換反應可以是碳和水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣，或與金屬氧化物反應，反應的化學方程式為C＋CuOCu＋CO↑；正確答案：C＋CuOCu＋CO↑。

(2)由蓋斯定律可知：若一個反應可以分步進行，則各步反應的吸收或放出的熱量總和與這個反應一次發生時吸收或放出的熱量相同；根據蓋斯定律，①＝②＋③×1/2＋④×1/2，所以ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)；正確答案：等于；ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)。

(3)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態水時放熱22.68 kJ,32 g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態水放出熱量為725.76 kJ；則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為CH4O(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol―1；正確答案：CH4O(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol―1。

(4)Ⅰ.6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s)　ΔH＝－235.8 kJ·mol―1；Ⅱ.2Ag2O(s)===4Ag(s)＋O2(g)　ΔH＝＋62.2 kJ·mol―1；根據蓋斯定律可知①×2＋②×3可得到，2O3(g)===3O2(g)，則反應熱ΔH＝(－235.8 kJ·mol－1)×2＋(＋62.2 kJ·mol－1)×3＝－285 kJ·mol―1；正確答案：2O3(g)===3O2(g)　ΔH＝－285 kJ·mol―1。