Question

（1） 把煤作为燃料可通过下列两种途径：

途径I：直接燃烧C (s) + O₂ (g) ═ CO₂ (g)     （放热Q ₁ kJ）            

途径II：先制成水煤气：C (s) + H₂O(g) ═ CO (g) + H₂ (g)   （吸热Q ₂ kJ）

再燃烧水煤气：2CO (g) + O₂ (g) ═ 2CO₂ (g)   

              2H₂ (g) + O₂ (g) ═ 2H₂O(g)  （共放热Q ₃ kJ） 

试回答下列问题：

①判断两种途径放出热量大小：途径I ______（填“大于”、“等于”或“小于”）途径II

② Q ₁、Q ₂ 、Q ₃ 的数学关系式是________________________。

③ 已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ，18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。

其他相关数据如下表：则表中x的值为_____________。

	O===O	H—H	H—O(g)
1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ	496	436	x

④ 简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义：________________________________________________

（2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。如图为白磷（P₄）和P₄O₆分子的分子结构示意图，其他相关数据如下表所示。则反应P₄ +3O₂ = P₄O₆的热量变化为：__________________。

	O===O	P—P	P—O
1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ	496	198	360

（3）下列变化中属于放热反应的是______

　 A．Ba(OH)₂·8H₂O晶体与NH₄Cl晶体的反应     

B．镁条与二氧化碳反应

C．干冰升华为气体    　　　　　　　       　

D．碳酸钙高温锻烧

Answer

等于 Q1 =Q3 — Q2 463 燃烧充分，节约能源，污染轻 放热 1644kJ B

【解析】（1）①根据盖斯定律可知，反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关，通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的，途径Ⅰ和途径Ⅱ等量的煤燃烧消耗的氧气相等，两途径最终生成物只有二氧化碳，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量；②途径I：a. C (s) + O2 (g)═CO2 (g) △H1=-Q1 kJ/mol

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

将水煤气燃烧合并为一个热反应方程式：

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

根据盖斯定律，由b+c可得反应a，则△H1=△H2+△H3，故有：-Q1 kJ/mol=+Q2 kJ/mol-Q3 kJ/mol，则有：Q1 =Q3 —Q2；③根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－572kJ/mol；而18 g水蒸气变成液态水时放出44kJ热量，则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煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义主要是为了提高燃料的利用率，使燃烧充分，节约能源，污染轻；（2）根据结构可知1mol白磷分子中含有6molP-P键，1molP4O6分子中有12molP-O键，P-P键能为198kJ/mol，P-O键能为360kJ/mol，O=O键能为496kJ/mol，由ΔH＝反应物的总键能-生成物的总键能，故反应P4（白磷）+3O2=P4O6的反应热△H=6×198kJ/mol+3×496kJ/mol-12×360kJ/mol=-1644kJ/mol；（3）A、Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应属于吸热反应，选项A错误；B、镁条与二氧化碳反应是燃烧反应，属于放热反应，选项B正确；C、干冰升华为气体是吸热过程，选项C错误；D．碳酸钙高温锻烧是高温条件下的分解反应，属于吸热反应，选项D错误。答案选B。