Question

【題目】把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：

途徑Ⅰ C(s) + O2(g) ＝ CO2(g)；ΔH = －393.15 kJ·mol－1 ①

途徑Ⅱ 先制成水煤氣：

C(s) + H2O(g) ＝ CO(g) + H2(g)； ΔH2 ②

再燃料水煤氣：

2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2(g)； ΔH= －566kJ·mol－1 ③

2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g)；ΔH= －484 kJ·mol－1 ④

請回答下列問題：

（1）途徑Ⅰ放出的熱量理論上_________(填“大于”“等于”或“小于”)途徑Ⅱ放出的熱量。

（2）ΔH2＝_______________。

（3）煤燃燒的煙氣(主要污染物SO2、NOx)經(jīng)O3預(yù)處理后用CaSO3水懸浮液吸收，可減少煙氣中SO2、NOx的含量。O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

NO(g)＋O3(g)==NO2(g)＋O2(g) ΔH＝－200.9kJ·mol－1

NO(g)＋O2(g)==NO2(g) ΔH＝－58.2kJ·mol－1

SO2(g)＋O3(g)==SO3(g)＋O2(g) ΔH＝－241.6kJ·mol－1

反應(yīng)3NO(g)＋O3(g)==3NO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。

（4）已知下列各組熱化學(xué)方程式

① Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 △H=－25kJ/mol

② 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=－47kJ/mol

③ Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+640kJ/mol

請寫出FeO(s)被CO(g)還原成Fe和CO2(g)的熱化學(xué)方程式______________________________。

（5）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11.2L甲烷完全燃燒生成CO2 和液態(tài)水放出444.8kJ熱量（298K），其燃燒熱的熱化學(xué)方程式______________________________________________________； 已知斷裂下列1mol化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：C=O:745kJ/mol ， O=O:496kJ/mol ， C-H:414kJ/mol 則斷裂1molH-O鍵需要提供的能量為____________________ kJ。

Answer 1

【答案】 等于 +131.85 kJ/mol －317.3 FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) △H=－218 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－889.6 kJ/mol 511.9 kJ

【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)熱只與始態(tài)與終態(tài)有關(guān)，與途徑無關(guān)，途徑Ⅰ與途徑Ⅱ的始態(tài)相同、終態(tài)相同反應(yīng)熱相等；（2）已知：①C(s) + O2(g) ＝ CO2(g)；ΔH1 = －393.15 kJ·mol－1；③2CO(g) + O2(g) ＝ 2CO2(g)； ΔH3= －566kJ·mol－1 ；④2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g)；ΔH4= －484 kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律，由①-×③-×④可得反應(yīng)②C(s) + H2O(g) ＝ CO(g) + H2(g)，則ΔH2＝ΔH1-ΔH3-ΔH4=－393.15 kJ·mol－1-×（－566kJ·mol－1）-×（－484 kJ·mol－1）=+131.85 kJ/mol；（3）已知：①NO(g)＋O3(g)==NO2(g)＋O2(g) ΔH1＝－200.9kJ·mol－1；②NO(g)＋O2(g)==NO2(g) ΔH2＝－58.2kJ·mol－1；③SO2(g)＋O3(g)==SO3(g)＋O2(g) ΔH3＝－241.6kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律，由①-2×②可得反應(yīng)3NO(g)＋O3(g)==3NO2(g)，則ΔH＝ΔH1+2×ΔH2=－200.9kJ·mol－1+2×（－58.2kJ·mol－1）=－317.3 kJ/mol；（4）已知① Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2 △H1=－25kJ/mol；② 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=－47kJ/mol；③ Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3=+640kJ/mol；根據(jù)蓋斯定律，由--×②+×①可得反應(yīng)FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ，則△H=-×△H2+×△H1=－218 kJ/mol；（5）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的11．2L甲烷完全燃燒生成CO2 和液態(tài)水放出444．8kJ熱量（298K，甲烷的物質(zhì)的量是n(CH4)= =0.5mol，所以甲烷完全燃燒生成CO2 和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= —889．6kJ/mol；斷裂下列1mol化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：C=O:745kJ/mol， O=O:496kJ/mol ，C-H:414kJ/mol ，反應(yīng)熱是斷裂反應(yīng)物的化學(xué)鍵吸收的熱量與產(chǎn)生生成物的化學(xué)鍵所釋放的熱量的差，則4×414kJ/mol+2mol×496kJ/mol-2mol×745kJ/mol -4×H-O=—889.6kJ。解得H-O的鍵能是511.9kJ/mol，斷裂1molH-O鍵需要提供的能量為511.9kJ。