Question

【題目】隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的劇增，全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴(yán)重的問題，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)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(guān)系圖，若①變化是置換反應(yīng)，則其化學(xué)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) △H1＜0 ①

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

再燃燒水煤氣：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3＜0 ③

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H4＜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；△H1、△H2、△H3、△H4的數(shù)學(xué)關(guān)系式是 。

（3）甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)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℃、101kPa下，1 克甲醇完全燃料放熱22.68kJ，寫出甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。

（4）金屬鈦冶煉過程中其中一步反應(yīng)是將原料金紅石轉(zhuǎn)化：

TiO2(金紅石)+2C+2Cl2TiCl4+2CO

已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=―393.5kJ·mol―1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=―566kJ·mol―1

TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl(s)+O2(g) △H=+141kJ·mol―1

則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的△H= 。

（5）臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒，處理工業(yè)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(zhì)反應(yīng)。如：

6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) △H=―235.8kJ·mol―1

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

則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學(xué)方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）C+CuOCu+CO↑

（2）等于 △H1=△H2+1/2（△H3+△H4）

（3）CH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－725.76kJ/mol

（4）－80kJ/mol（5）2O3(g)=3O2(g) △H=－285kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）①是置換反應(yīng)可以是碳和水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，或與金屬氧化物反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+CuOCu+CO↑；

（2）由蓋斯定律可知：若是一個(gè)反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的吸收或放出的熱量總和與這個(gè)反應(yīng)一次發(fā)生時(shí)吸收或放出的熱量相同；根據(jù)蓋斯定律，①=②+③×1/2+④×1/2，所以△H1=△H2+1/2

（△H3+△H4）；

（3）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ，32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為725.76kJ；則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－725.76kJ/mol；

（4）已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=―393.5kJ·mol―1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=―566kJ·mol―1

③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl(s)+O2(g) △H=+141kJ·mol―1

根據(jù)蓋斯定律可知①×2-②+③得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的△H=－80 kJ/mol；

（5）Ⅰ、6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) △H=―235.8kJ·mol―1

Ⅱ、2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g) △H=+62.2kJ·mol―1

根據(jù)蓋斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O3（g）═3O2（g），則反應(yīng)熱△H=（-235.8kJmol-1）×2+（+62.2kJmol-1）×3=－285kJ/mol。