Question

（1）甲烷是一種高效清潔的新能源，0.25mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時，放出222.5kJ熱量，則甲烷燃燒熱的熱化學方為

CH₄（g）+2O₂（g）→CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890KJ/mol

．
（2）已知：Fe（s）+1/2O₂（g）=FeO（s）△H=-270.0kJ/mol，2Al（s）+3/2O₂（g）=Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ/mol，Al和FeO發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式是

2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-865.7 kJ?mol^-1

．
（3）①反應的分類研究：從能量變化角度分，將反應分為放熱反應和吸熱反應．下列反應中能量變化符合如圖所示的是

BC

（填序號）
A．鐵片與稀鹽酸反應
B．灼熱的碳與CO₂反應
C．Ba（OH）₂?8H₂O與NH₄Cl反應
D．甲烷在氧氣中的燃燒反應
②煤作為燃料有兩種途徑：
Ⅰ、C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁＜0Ⅱ．C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0      2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H4＜0
請回答：途徑Ⅰ放出的熱量

=

途徑Ⅱ放出的熱量（填“＞”、“＜”或“=”）．
△H₁、△H₂、△H₃、△H₄之間關系的數(shù)學表達式是

△H₁=△H₂+

1

2

（△H₃+△H₄）

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)熱化學方程式書寫方法書寫，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)，計算對應化學方程式量下的焓變寫出熱化學方程式；
（2）依據(jù)題干熱化學方程式結合蓋斯定律分析計算寫出；
（3）①按反應過程中熱量的變化，通常把化學反應分為放熱反應、吸熱反應．放熱反應：有熱量放出的化學反應，因為反應物具有的總能量高于生成物具有的總能量．常見放熱反應：燃燒與緩慢氧化，中和反應；金屬與酸反應制取氫氣，生石灰和水反應等；吸熱反應：有熱量吸收的化學反應，因為反應物具有的總能量低于生成物具有的總能量．常見的吸熱反應：C（s）+H₂O（g）→CO（g）+H₂O； C+CO₂→CO的反應，以及KClO₃、KMnO₄、CaCO₃的分解等．該圖象表示吸熱反應；
②根據(jù)蓋斯定律可知，反應熱只與始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關，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；由蓋斯定律，將途徑Ⅱ的三個化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減，反應熱也乘以相應的系數(shù)進行相應的加減，構造出途徑I的熱化學方程式，據(jù)此判斷△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的數(shù)學關系式．由已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減，反應熱也處于相應的系數(shù)進行相應的加減，構造目標熱化學方程式；

解答：解：（1）0.25mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出222.5KJ熱量，1mol甲烷反應燃燒反應放熱

222.5

0.25

=890KJ；反應的熱化學方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）→CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890KJ/mol；
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）→CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890KJ/mol；
（2）①Fe（s）+1/2O₂（g）=FeO（s）△H=-270.0kJ/mol②2Al（s）+

3

2

O₂（g）=Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ?mol^-1依據(jù)蓋斯定律②-①×3得到熱化學方程式為：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-865.7 kJ?mol^-1
故答案為：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-865.7 kJ?mol^-1
（3）①A．鐵片與稀鹽酸反應，反應物具有的總能量高于生成物具有的總能量，是放熱反應，故A錯誤；
B．灼熱的碳與CO₂反應，反應物具有的總能量低于生成物具有的總能量，是吸熱反應，故B正確；
C．Ba（OH）₂?8H₂O與NH₄Cl反應，反應物具有的總能量低于生成物具有的總能量，是吸熱反應，故C正確；
D．甲烷在氧氣中的燃燒反應，反應物具有的總能量高于生成物具有的總能量，是放熱反應，故D錯誤；
故選BC．
②根據(jù)蓋斯定律可知，反應熱只與始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關，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；Ⅰ、①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁＜0Ⅱ．②C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂＞0③2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃＜0  ④2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H4＜0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：本題考查利用蓋斯定律熱書寫化學方程式、反應熱與圖象的關系，理解蓋斯定律、理解放熱、吸熱與圖象的關系是解答本題的關鍵，題目難度中等．