Question

随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂引起了全世界的普遍重视。

（1）如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可以是          。

（2）把煤作为燃料可通过下列两种途径：

途径I：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)  △H₁＜0 ①

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

再燃烧水煤气：2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)  △H₃＜0  ③

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)  △H₄＜0  ④

则途径I放出的热量            （填“大于”“等于”或“小于”）途径II放出的热量；△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的数学关系式是            。

（3）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业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 克甲醇完全燃料放热22.68kJ，写出甲醇燃烧热的热化学方程式           。

（4）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：

TiO₂(金红石)+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

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

（5）臭氧可用于净化空气、饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂。臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。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

则O₃转化为O₂的热化学方程式为            。

Answer

（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】

试题分析：（1）①是置换反应可以是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，或与金属氧化物反应，反应的化学方程式为C+CuOCu+CO↑；

（2）由盖斯定律可知：若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同；根据盖斯定律，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）燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为725.76kJ；则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为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

根据盖斯定律可知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

根据盖斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O3（g）═3O2（g），则反应热△H=（-235.8kJ•mol-1）×2+（+62.2kJ•mol-1）×3=－285kJ/mol。

【考点定位】本题考查较综合，涉及热化学反应方程式、盖斯定律的应用

【名师点晴】该题侧重反应原理的考查，注重知识的迁移应用，明确盖斯定律的意义是解答的关键。利用盖斯定律书写热化学方程式的一般步骤：（1）确定待求的热化学方程式；（2）找出待求的热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式的什么位置；（3）根据未知热化学方程式中各物质的系数和位置的需要对已知热化学方程式进行处理，或调整系数，或调整反应方向；将新得到的热化学方程式及对应的反应热进行叠加，即可求出待求反应的反应热。