Question

（12分）Ⅰ.煤燃燒的反應熱可通過以下兩個途徑來利用：a. 利用煤在充足的空氣中直接燃燒產生的反應熱；b. 先使煤與水蒸氣反應得到氫氣和一氧化碳，然后使得到的氫氣和一氧化碳在充足的空氣中燃燒。這兩個過程的熱化學方程式為：
C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)；        ΔH＝E₁       ①
C(s)＋H₂O(g)＝CO(g)＋H₂(g)  ΔH＝E₂       ②
H₂(g)+1/2O₂(g)＝H₂O(g)；    ΔH＝E₃        ③
CO(g)+1/2O₂(g)＝CO₂(g)；    ΔH＝E₄       ④，
試回答下列問題
（1）與途徑a相比，途徑b有較多的優點，即                    。
（2）上述四個熱化學方程式中ΔH＞0的反應有       。
（3）等質量的煤分別通過以上兩條不同途徑產生的可利用的總能量關系正確的是       。

A．a比b多

B．a比b少

C． a與b在理論上相同

D．兩者無法比較

Ⅱ.氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。
已知： CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)    ΔH＝+206.2kJ·mol^－1
CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)   ΔH＝+247.4 kJ·mol^－1
以甲烷為原料制取氫氣是工業上常用的制氫方法。CH₄(g)與H₂O(g)反應生成CO₂(g)和H₂(g)的熱化學方程式為                             。

Answer 1

（1）燃料充分燃燒，利用率高 （2）②   （3）C
（4）CH₄(g)+2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g)  ΔH＝+165.0kJ·mol^－1

試題分析：I（1）途徑b是將煤先氣化再燃燒，這樣做的優點是燃料充分燃燒，利用率高。（2）反應①③④是放熱反應，反應②是吸熱反應，所以選②。（3）根據蓋斯定律：定壓定容條件下，任意一個反應其總反應的熱效應只與反應的始態和終態有關而與反應的路程無關。兩個途徑產生的熱量理論上是相同的。
II反應CH₄(g)+2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g)，是由反應①CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)乘以2減去反應②CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)得到的，所以反應熱為ΔH=206.2kJ/mol×2-247.4kJ/mol=165kJ/mol。則熱化學方程式為CH₄(g)+2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g)  ΔH＝+165.0kJ·mol^－1。
點評：這類反應熱綜合試題是高考中的熱點考題，主要考查學生的分析問題，解決問題的能力。