Question

把煤作為燃料可通過下列兩種途徑:

途徑Ⅰ　C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1<0①

途徑Ⅱ　先制成水煤氣:

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2>0②

再燃燒水煤氣:

2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH3<0③

2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH4<0④

請回答下列問題:

(1)途徑Ⅰ放出的熱量理論上　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)途徑Ⅱ放出的熱量。 

(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的數學關系式是　。 

(3)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH2=-566 kJ·mol-1

③TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(s)+O2(g)　ΔH3=+141 kJ·mol-1

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

(4)已知下列各組熱化學方程式

①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH1=-25 kJ·mol-1

②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH2=-47 kJ·mol-1

③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)　ΔH3=+640 kJ·mol-1

請寫出FeO(s)被CO(g)還原成Fe和CO2(g)的熱化學方程式　______________________。 

 

Answer 1

(1)等于　

(2)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)/2

(3)-80 kJ·mol-1

(4)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　ΔH=-218 kJ·mol-1

【解析】(1)根據蓋斯定律的含義知,途徑Ⅰ放出的熱量等于途徑Ⅱ放出的熱量。

(2)由蓋斯定律:①=得ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。

(3)由③+2×①-②得所求方程式,即ΔH=ΔH3+2ΔH1-ΔH2=+141 kJ·mol-1+2×(-393.5 kJ·mol-1)-(-566 kJ·mol-1)=-80 kJ·mol-1。

(4)由題意:④FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　ΔH

則④=得 ΔH==-218 kJ·mol-1

則FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　ΔH=-218 kJ·mol-1