Question

2013年我國(guó)煤炭產(chǎn)量35.2億噸，約占一次能源生產(chǎn)總量78.6%；煤炭消費(fèi)總量35.7億噸，約占一次能源消費(fèi)總量72.8%．中國(guó)富煤缺油少氣的能源資源狀況決定了在今后較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，煤炭仍將是中國(guó)的主要能源．
Ⅰ．煤燃燒的反應(yīng)熱可通過(guò)以下兩種途徑來(lái)利用：
a．利用煤在充足的空氣中直接燃燒產(chǎn)生的反應(yīng)熱；
b．先使煤與水蒸氣反應(yīng)得到氫氣和一氧化碳，然后使得到的氫氣和一氧化碳在充足的空氣中燃燒．
這兩個(gè)過(guò)程的熱化學(xué)方程式為：
a．C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=E₁ ①
b．C（s）+H₂0（g）=CO（g）+H₂（g）△H=E₂ ②
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=E₃ ③
CO（g）+

1

2

O₂（g）=C0₂（g）△H=E₄ ④
請(qǐng)回答：
（1）與途徑a相比，途徑b有較多的優(yōu)點(diǎn)，即

 

．
（2）上述四個(gè)熱化學(xué)方程式中的哪個(gè)反應(yīng)△H＞0？

 

．
（3）等質(zhì)量的煤分別通過(guò)以上兩條不同的途徑產(chǎn)生的可利用的總能量關(guān)系正確的是

 

．
A．a(chǎn)比b多       B．a(chǎn)比b少         C．a(chǎn)與b在理論上相同
（4）根據(jù)能量守恒定律，E₁、E₂、E₃、E₄之間的關(guān)系為

 

．
Ⅱ．煤炭的燃燒產(chǎn)生的廢氣是大氣的主要污染來(lái)源．
（1）已知16g固體硫完全燃燒時(shí)放出148.4kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

 

．
（2）如圖是SO₂生成SO₃反應(yīng)過(guò)程中能量變化的曲線圖．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

 

．
Ⅲ．煤炭在合成氨工業(yè)上用來(lái)生產(chǎn)原料氣氫氣和提供能量．已知：拆開(kāi)1mol H-H鍵、1mol N-H鍵、1mol N≡N鍵需要的能量分別是436kJ、391kJ、946kJ，則1mol N₂完全反應(yīng)生成NH₃的反應(yīng)熱為

 

，1mol H₂完全反應(yīng)生成NH₃所放出的熱量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,熱化學(xué)方程式

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：Ⅰ、（1）固體燃料變?yōu)闅怏w燃料，能源利用率高，污染��；
（2）燃燒反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，C與水蒸氣的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（3）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)一步完成或分步完成，其熱效應(yīng)相同；
（4）利用蓋斯定律來(lái)分析；
Ⅱ、（1）16g固體硫完全燃燒時(shí)放出148.4kJ的熱量，32g固體硫完全燃燒放熱296.8 kJ，依據(jù)熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應(yīng)焓變；
（2）圖象分析可知是1molSO₂和0.5mol氧氣完全反應(yīng)生成1molSO₃，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)的焓變△H=501KJ/mol-600KJ/mol=99KJ/mol，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
Ⅲ、化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，根據(jù)方程式計(jì)算分別吸收和放出的能量，以此計(jì)算反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和，依據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算1mol H₂完全反應(yīng)生成NH₃所放出的熱量．

解答： 解：Ⅰ、（1）固體煤經(jīng)處理變成氣體燃料后，不僅可以大大減少SO₂和煙塵對(duì)空氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于運(yùn)輸，
故答案為：燃燒效率高，變成氣體后，燃燒充分，運(yùn)輸方便等； 
（2）①③④為燃燒反應(yīng)，所以放熱反應(yīng)，②為吸熱反應(yīng)，故答案為：②；
（3）由蓋斯定律可知，反應(yīng)一步完成或分步完成，其熱效應(yīng)相同，則等質(zhì)量的煤分別通過(guò)以上兩條不同的途徑產(chǎn)生的可利用的總能量相同，
故答案為：C；  
（4）由蓋斯定律可知，①=②+③+④，則能量為E₁=E₂+E₃+E₄，故答案為：E₁=E₂+E₃+E₄；
Ⅱ．（1）16g固體硫完全燃燒時(shí)放出148.4kJ的熱量，32g固體硫完全燃燒放熱296.8 kJ，熱化學(xué)方程式為：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-296.8 kJ?mol^-1 ，
故答案為：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-296.8 kJ?mol^-1 ；
（2）圖象分析可知，圖象中表示的是1molSO₂和0.5mol氧氣完全反應(yīng)生成1molSO₃，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)的焓變△H=501KJ/mol-600KJ/mol=99KJ/mol，2mol二氧化硫全部反應(yīng)放熱198 kJ；寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198 kJ?mol^-1 ，
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-198 kJ?mol^-1 ；
Ⅲ．已知：拆開(kāi)1mol H-H鍵、1mol N-H鍵、1mol N≡N鍵需要的能量分別是436kJ、391kJ、946kJ，化學(xué)反應(yīng)為N₂+3H₂=2NH₃，反應(yīng)的焓變=946kJ+3×436kJ-2×3×
391kJ=-92KJ/mol，則1mol N₂完全反應(yīng)生成NH₃的反應(yīng)熱為：-92 kJ?mol^-1 ；依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算1mol氫氣完全燃燒放熱

92KJ

3

=30.7KJ，
故答案為：-92 kJ?mol^-1；30.7 kJ．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及利用蓋斯定律確定反應(yīng)及其能量的關(guān)系，注意鍵能計(jì)算焓變的方法，題目難度中等，注重基礎(chǔ)知識(shí)的考查．