Question

【題目】（1） 把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：

途徑I：直接燃燒C(s)+O2(g)═CO2(g)（放熱Q1kJ）

途徑II：先制成水煤氣：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)（吸熱Q2kJ）

再燃燒水煤氣：2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)

2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)（共放熱Q3kJ）

試回答下列問題：

①判斷兩種途徑放出熱量大小：途徑I ______（填“大于”、“等于”或“小于”）途徑II

②Q 1、Q 2 、Q 3 的數學關系式是________________________。

③已知1 g氫氣完全燃燒生成液態水時放出熱量143 kJ，18 g水蒸氣變成液態水放出44 kJ的熱量。

其他相關數據如下表：則表中x的值為_____________。

	O===O	H—H	H—O(g)
1 mol化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ	496	436	x

④簡述煤通過途徑Ⅱ作為燃料的意義：______________________________

（2）化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。如圖為白磷（P4）和P4O6分子的分子結構示意圖，其他相關數據如下表所示。則反應P4 +3O2 = P4O6的熱量變化為：__________________。

	O===O	P—P	P—O
1 mol化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ	496	198	360

（3）下列變化中屬于放熱反應的是______

A．Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應

B．鎂條與二氧化碳反應

C．干冰升華為氣體

D．碳酸鈣高溫鍛燒

Answer 1

【答案】 等于 Q1 =Q3 — Q2 463 燃燒充分，節約能源，污染輕 放熱 1644kJ B

【解析】（1）①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，通過觀察可知途徑Ⅰ和途徑Ⅱ是等效的，途徑Ⅰ和途徑Ⅱ等量的煤燃燒消耗的氧氣相等，兩途徑最終生成物只有二氧化碳，所以途徑Ⅰ放出的熱量等于途徑Ⅱ放出的熱量；②途徑I：a. C (s) + O2 (g)═CO2 (g) △H1=-Q1 kJ/mol

途徑II：b. C (s)+ H2O(g)═CO (g) + H2 (g) △H2=+Q2 kJ/mol

將水煤氣燃燒合并為一個熱反應方程式：

c.2CO (g) + 2H2 (g) + 2O2 (g) ═ 2CO2 (g)+ 2H2O(g) △H3=-Q3 kJ/mol

根據蓋斯定律，由b+c可得反應a，則△H1=△H2+△H3，故有：-Q1 kJ/mol=+Q2 kJ/mol-Q3 kJ/mol，則有：Q1 =Q3 —Q2；③根據題意，可得熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－572kJ/mol；而18 g水蒸氣變成液態水時放出44kJ熱量，則2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH＝－484 kJ/mol，即－484 kJ＝2×436 kJ＋496 kJ－4x，解得x＝463 kJ；④煤通過途徑Ⅱ作為燃料的意義主要是為了提高燃料的利用率，使燃燒充分，節約能源，污染輕；（2）根據結構可知1mol白磷分子中含有6molP-P鍵，1molP4O6分子中有12molP-O鍵，P-P鍵能為198kJ/mol，P-O鍵能為360kJ/mol，O=O鍵能為496kJ/mol，由ΔH＝反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，故反應P4（白磷）+3O2=P4O6的反應熱△H=6×198kJ/mol+3×496kJ/mol-12×360kJ/mol=-1644kJ/mol；（3）A、Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應屬于吸熱反應，選項A錯誤；B、鎂條與二氧化碳反應是燃燒反應，屬于放熱反應，選項B正確；C、干冰升華為氣體是吸熱過程，選項C錯誤；D．碳酸鈣高溫鍛燒是高溫條件下的分解反應，屬于吸熱反應，選項D錯誤。答案選B。