Question

2013年我國煤炭產(chǎn)量35.2億噸，約占一次能源生產(chǎn)總量78.6%；煤炭消費總量35.7億噸，約占一次能源消費總量72.8%．中國富煤缺油少氣的能源資源狀況決定了在今后較長時期內(nèi)，煤炭仍將是中國的主要能源．
Ⅰ．煤燃燒的反應熱可通過以下兩種途徑來利用：
a．利用煤在充足的空氣中直接燃燒產(chǎn)生的反應熱；
b．先使煤與水蒸氣反應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．
這兩個過程的熱化學方程式為：
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
請回答：
（1）與途徑a相比，途徑b有較多的優(yōu)點，即

 

．
（2）上述四個熱化學方程式中的哪個反應△H＞0？

 

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

 

．
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之間的關系為

 

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

 

．
（2）如圖是SO₂生成SO₃反應過程中能量變化的曲線圖．該反應的熱化學方程式為：

 

．
Ⅲ．煤炭在合成氨工業(yè)上用來生產(chǎn)原料氣氫氣和提供能量．已知：拆開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完全反應生成NH₃的反應熱為

 

，1mol H₂完全反應生成NH₃所放出的熱量為

 

．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,有關反應熱的計算,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化

分析：Ⅰ、（1）固體燃料變?yōu)闅怏w燃料，能源利用率高，污染�。�
（2）燃燒反應均為放熱反應，C與水蒸氣的反應為吸熱反應；
（3）根據(jù)蓋斯定律可知，反應一步完成或分步完成，其熱效應相同；
（4）利用蓋斯定律來分析；
Ⅱ、（1）16g固體硫完全燃燒時放出148.4kJ的熱量，32g固體硫完全燃燒放熱296.8 kJ，依據(jù)熱化學方程式書寫方法寫出，標注物質聚集狀態(tài)和反應焓變；
（2）圖象分析可知是1molSO₂和0.5mol氧氣完全反應生成1molSO₃，反應是放熱反應，反應的焓變△H=501KJ/mol-600KJ/mol=99KJ/mol，據(jù)此寫出反應的熱化學方程式；
Ⅲ、化學反應中，化學鍵斷裂吸收能量，形成新化學鍵放出能量，根據(jù)方程式計算分別吸收和放出的能量，以此計算反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，依據(jù)熱化學方程式計算1mol H₂完全反應生成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和煙塵對空氣造成的污染，而且燃燒效率高，也便于運輸，
故答案為：燃燒效率高，變成氣體后，燃燒充分，運輸方便等； 
（2）①③④為燃燒反應，所以放熱反應，②為吸熱反應，故答案為：②；
（3）由蓋斯定律可知，反應一步完成或分步完成，其熱效應相同，則等質量的煤分別通過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固體硫完全燃燒時放出148.4kJ的熱量，32g固體硫完全燃燒放熱296.8 kJ，熱化學方程式為：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氧氣完全反應生成1molSO₃，反應是放熱反應，反應的焓變△H=501KJ/mol-600KJ/mol=99KJ/mol，2mol二氧化硫全部反應放熱198 kJ；寫出反應的熱化學方程式為：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，化學反應為N₂+3H₂=2NH₃，反應的焓變=946kJ+3×436kJ-2×3×
391kJ=-92KJ/mol，則1mol N₂完全反應生成NH₃的反應熱為：-92 kJ?mol^-1 ；依據(jù)反應的化學方程式計算1mol氫氣完全燃燒放熱

92KJ

3

=30.7KJ，
故答案為：-92 kJ?mol^-1；30.7 kJ．

點評：本題考查化學反應中的能量變化及利用蓋斯定律確定反應及其能量的關系，注意鍵能計算焓變的方法，題目難度中等，注重基礎知識的考查．