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是通过O₂与C反应实现的，测知生成14gCO时放出60kJ的热量，则其热化学方程式为                。

(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(CH₃OH)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 克液态甲醇完全燃料放热25kJ，写出甲醇燃烧生成1molCO₂的热化学方程式                   。若将该反应设计成原电池反应，用稀H₂SO₄ 作电解质，则其电极方程式分别为正极：                 负极：                

(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= - 400kJ·mol^―1

2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)    △H= - 560kJ·mol^―1

TiO₂(s)+2Cl₂(g)=TiCl(s)+O₂(g)  △H=+140kJ·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=―260kJ·mol^―1

已知：2Ag₂O(s)=4Ag(s)+O₂(g)  △H=+70kJ·mol^―1

则O₃转化为O₂的热化学方程式为            。

Answer

(1)2C(s)+O2( s ) = 2CO(s) △H=-240kJ/mol

(2)等于；△H1=△H2+(△H3+△H4)

(3)CH4O(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－800kJ/mol；

3O2+ 12e－ +12H+=6H2O；2CH3OH-12e－+2H2O=2CO2+12H+

(4)－100kJ/mol；(5)2O3(g)=3O2(g) △H=－310kJ/mol

【解析】

试题分析：(1)14gCO时放出60kJ的热量，1molCO的质量为28g，则放出120kJ热量，其热化学方程式为C(s)+O2( s ) = CO(s) △H=-120kJ/mol，故答案为：C(s)+ O2( s ) = CO(s) △H=-120kJ/mol；

(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×+④× 所以△H1=△H2+(△H3+△H4)，故答案为：等于；△H1=△H2+(△H3+△H4)；

(3)在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热25kJ，32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为800KJ；则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-800kJ•mol-1，将该反应设计成原电池反应，用稀H2SO4 作电解质，则其电极方程式分别为正极3O2+ 12e－ +12H+=6H2O，负极2CH3OH-12e－+2H2O=2CO2+12H+，故答案为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-800kJ•mol-1；3O2+ 12e－ +12H+=6H2O；2CH3OH-12e－+2H2O=2CO2+12H+；

(4)Ⅰ、C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-400kJ•mol-1；

Ⅱ、2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-560kJ•mol-1，

Ⅲ、TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(s)+O2(g)△H=+140kJ•mol-1，

盖斯定律计算Ⅰ×2-Ⅱ+Ⅲ得到：TiO2(s，金红石)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+2CO(g)△H=-100kJ/mol，故答案为：-100kJ/mol；

(5)Ⅰ、6Ag(s)+O3(g)═3Ag2O(s)，△H=-260kJ•mol-1，

Ⅱ、2Ag2O(s)═4Ag(s)+O2(g)，△H=+70kJ•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=(-260kJ•mol-1)×2+(+70kJ•mol-1)×3=-310kJ/mol，

故答案为：2O3(g)═3O2(g)△H=-310kJ/mol。

考点：考查了热化学反应方程式的书写、盖斯定律的应用的相关知识。