Question

（12分）Ⅰ.煤燃燒的反應(yīng)熱可通過以下兩個(gè)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(yīng)熱；b. 先使煤與水蒸氣反應(yīng)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(gè)過程的熱化學(xué)方程式為：
C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)；        ΔH＝E₁       ①
C(s)＋H₂O(g)＝CO(g)＋H₂(g)  ΔH＝E₂       ②
H₂(g)+1/2O₂(g)＝H₂O(g)；    ΔH＝E₃        ③
CO(g)+1/2O₂(g)＝CO₂(g)；    ΔH＝E₄       ④，
試回答下列問題
（1）與途徑a相比，途徑b有較多的優(yōu)點(diǎn)，即                    。
（2）上述四個(gè)熱化學(xué)方程式中ΔH＞0的反應(yīng)有       。
（3）等質(zhì)量的煤分別通過以上兩條不同途徑產(chǎn)生的可利用的總能量關(guān)系正確的是       。

A．a(chǎn)比b多

B．a(chǎn)比b少

C． a與b在理論上相同

D．兩者無法比較

Ⅱ.氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
已知： CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)    ΔH＝+206.2kJ·mol^－1
CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)   ΔH＝+247.4 kJ·mol^－1
以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH₄(g)與H₂O(g)反應(yīng)生成CO₂(g)和H₂(g)的熱化學(xué)方程式為                             。

Answer 1

（1）燃料充分燃燒，利用率高 （2）②   （3）C
（4）CH₄(g)+2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g)  ΔH＝+165.0kJ·mol^－1

試題分析：I（1）途徑b是將煤先氣化再燃燒，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是燃料充分燃燒，利用率高。（2）反應(yīng)①③④是放熱反應(yīng)，反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)，所以選②。（3）根據(jù)蓋斯定律：定壓定容條件下，任意一個(gè)反應(yīng)其總反應(yīng)的熱效應(yīng)只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)而與反應(yīng)的路程無關(guān)。兩個(gè)途徑產(chǎn)生的熱量理論上是相同的。
II反應(yīng)CH₄(g)+2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g)，是由反應(yīng)①CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)乘以2減去反應(yīng)②CH₄(g)＋CO₂(g)＝2CO(g)＋2H₂(g)得到的，所以反應(yīng)熱為ΔH=206.2kJ/mol×2-247.4kJ/mol=165kJ/mol。則熱化學(xué)方程式為CH₄(g)+2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g)  ΔH＝+165.0kJ·mol^－1。
點(diǎn)評：這類反應(yīng)熱綜合試題是高考中的熱點(diǎn)考題，主要考查學(xué)生的分析問題，解決問題的能力。