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)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 ℃、101 kPa下，1g液态甲醇完全燃烧放热22.68 kJ，写出甲醇燃烧热的热化学方程式：_________________。

(2)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)  ΔH=﹣393.5kJ/mol

2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)  ΔH=﹣566 kJ/mol

TiO₂(s)+2Cl₂(g)=TiCl₄(s)+O₂(g)  ΔH=+141 kJ/mol

则TiO₂(s)+2Cl₂(g)+2C(s)=TiCl₄(s)+2CO(g)的ΔH=_______________________。

(3)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)  ΔH=﹣235.8 kJ/mol，

已知：2Ag₂O(s)=4Ag(s)+O₂(g)  ΔH= +62.2 kJ/mol，则O₃转化为O₂的热化学方程式为________________。

Answer

CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76kJ/mol ﹣80 kJ/mol 2O3(g)=3O2(g) ΔH=﹣285 kJ/mol

【解析】

(1)依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，根据题干所给物质的量计算32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放热，结合热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和对应焓变；

(2)根据盖斯定律①×2-②+③计算；

(3)①6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) ΔH=﹣235.8 kJ/mol，

②2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g) ΔH= +62.2 kJ/mol，

根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O3(g)=3O2(g)，以此计算反应热。

在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ ，则32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量Q=32g×22.68 kJ/g=725.76kJ；因此表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76kJ/mol；

(2)①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=﹣393.5kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=﹣566 kJ/mol

③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ/mol

盖斯定律计算①×2-②+③得到：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=-80 kJ/mol，则该反应的反应热ΔH=-80 kJ/mol；

(3)①6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) ΔH=﹣235.8 kJ/mol，

②2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g) ΔH= +62.2 kJ/mol，

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