Question

【題目】隨著世界工業經濟的發展、人口的劇增，全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴重的問題，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發利用CO2引起了全世界的普遍重視。

（1）如圖為C及其氧化物的變化關系圖，若①變化是置換反應，則其化學方程式可以是 。

（2）把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：

途徑I：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1＜0 ①

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

再燃燒水煤氣：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3＜0 ③

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H4＜0 ④

則途徑I放出的熱量 （填“大于”“等于”或“小于”）途徑II放出的熱量；△H1、△H2、△H3、△H4的數學關系式是 。

（3）甲醇是一種可再生能源，具有開發和應用的廣闊前景，工業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 克甲醇完全燃料放熱22.68kJ，寫出甲醇燃燒熱的熱化學方程式 。

（4）金屬鈦冶煉過程中其中一步反應是將原料金紅石轉化：

TiO2(金紅石)+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

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

（5）臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒，處理工業廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質反應。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

則O3轉化為O2的熱化學方程式為 。

Answer 1

【答案】（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】

試題分析：（1）①是置換反應可以是碳和水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣，或與金屬氧化物反應，反應的化學方程式為C+CuOCu+CO↑；

（2）由蓋斯定律可知：若是一個反應可以分步進行，則各步反應的吸收或放出的熱量總和與這個反應一次發生時吸收或放出的熱量相同；根據蓋斯定律，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）燃燒生成CO2和液態水時放熱22.68kJ，32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態水放出熱量為725.76kJ；則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為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

根據蓋斯定律可知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

根據蓋斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到，2O3（g）═3O2（g），則反應熱△H=（-235.8kJmol-1）×2+（+62.2kJmol-1）×3=－285kJ/mol。