Question

【題目】為解決能源危機，有人提出用CaCO3制取C2H2作燃料。具體反應(yīng)為：

① CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

② CaO(s)+3C(s)CaC2(s)+CO(g)

③ CaC2(s)+H2O(l)CaO(s)+C2H2(g)

(1)制備1mol C2H2(g)需一定量的C(s)，這些炭完全燃燒可放熱__________kJ

(2)若1mol C2H2完全燃燒可放出熱量1298kJ，則將C2H2(g)作為燃料是否合算？說明理由__________。

(3)為什么反應(yīng)①和②需要高溫，反應(yīng)③只需常溫__________(已知有關(guān)物質(zhì)的△Hf(298k)/kJ·mol-1為：CaC2(s)：—60，CO2(g)：—393，H2O(l)：—285，C2H2(g)：227，CaO(s)：—635，CaCO3(s)：—1207，CO(g)：—111)

Answer 1

【答案】1179 kJ 雖然燃燒1mol C2H2(g)放熱多于燃燒3 mol C(s)。但反應(yīng)△rH(298K，①)=+179 kJ/mol，△rH(298K，②)=+464kJ/mol，△rH(298K，③)=-63kJ/mol。即制取1mol乙炔還需消耗(179+464) kJ熱量，且反應(yīng)③放出的熱量不能完全利用，不合算。 三個反應(yīng)的熵變均大于零。反應(yīng)(1)和(2)是吸熱反應(yīng)，因此高溫有利于反應(yīng)。反應(yīng)(3)是放熱反應(yīng)，因此常溫有利于反應(yīng)。

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律，制取1mol C2H2(g)需3 mol C(s)（36g），反應(yīng)C(g)+O2(g)=CO2(g)

ΔH=-393 kJ/mol，故3mol C完全反應(yīng)放出3×393=1179kJ的能量；

（2）雖然燃燒1mol C2H2(g)放熱多于燃燒3 mol C(s)。但反應(yīng)△rH(298K，①)=+179kJ/mol，△rH(298K，②)=+464kJ/mol，△rH(298K，③)=-63kJ/mol。即制取1mol乙炔還需消耗(179+464)KJ熱量，且反應(yīng)③放出的熱量不能完全利用，不合算。

（3）三個反應(yīng)的熵變均大于零。反應(yīng)(1)和(2)是吸熱反應(yīng)，因此高溫有利于反應(yīng)。反應(yīng)(3)是放熱反應(yīng)，因此常溫有利于反應(yīng)。