Question

把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑I：煤直接燃燒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
請回答下列問題：
（1）燃燒等量的煤，途徑I放出的熱量

等于

（填“大于”“等于”或“小于”）途徑II放出的熱量，其理論依據(jù)是

蓋斯定律

；
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學(xué)關(guān)系式是

△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)，通過觀察可知途徑Ⅰ和途徑Ⅱ是等效的，所以途徑Ⅰ放出的熱量等于途徑Ⅱ放出的熱量．
（2）由蓋斯定律，將途徑Ⅱ的三個化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減，構(gòu)造出途徑I的熱化學(xué)方程式，據(jù)此判斷△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學(xué)關(guān)系式．
由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減，反應(yīng)熱也處于相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減，構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式

解答：解：（1）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)，通過觀察可知途徑Ⅰ和途徑Ⅱ是等效的，途徑Ⅰ和途徑Ⅱ等量的煤燃燒消耗的氧氣相等，兩途徑最終生成物只有二氧化碳，所以途徑Ⅰ放出的熱量等于途徑Ⅱ放出的熱量．
故答案為：等于；蓋斯定律．
（2）途徑Ⅱ：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
由蓋斯定律可知，②×2+③+④得2C（s）+2O₂ （g）═2CO₂（g）△H=2△H₂+△H₃+△H₄．
所以△H₁=

1

2

△H=

1

2

（2△H₂+△H₃+△H₄）=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）．
故答案為：△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）．

點評：考查蓋斯定律、反應(yīng)熱的計算等，難度中等，理解蓋斯定律是解題的關(guān)鍵，一個反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的吸收或放出的熱量總和與這個反應(yīng)一次發(fā)生時吸收或放出的熱量相同，即反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)．