Question

5．2015年巴黎氣候變化大會的主題之一是節(jié)能減排，開發(fā)新能源以及提高能源的利用率再次受到國際社會的高度關注．
（1）近年我國努力調整能源結構，開發(fā)新能源．下列物質中，屬于可再生能源的是A（填字母）．
A、氫能    B、天然氣    C、石油
（2）已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-l
2C（s）+O₂（g）=2COg）△H=-221.0kJ•mol^-l
2CO（g）+O₂（g）=2CO（g）△H=-556.0kJ•mol^-l
請回答下列問題：
①l g H₂（g）在氧氣中完全燃燒生成H₂O（g）時放出的熱量為120.9kJ．氫氣被稱為綠色能源的主要原因是燃燒產物是水，無污染．
②若18g C（s）氧氣中不完全燃燒，生成的CO（g）與CO₂（g）的物質的量之比為2：l，
則該過程放出的熱量比等質量的C（s）在氧氣中完全燃燒時要少278kJ．
③將煤轉化為水煤氣（H₂、CO的混合氣）是將煤轉化為清潔燃料的方法之一．
則C（s）與H₂O （g）反應制備水煤氣的熱化學方程式為C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3KJ/mol．
（3）工業(yè)上可通過CO（g）和H₂（g）化合來制備可再生能源CH₃OH（g）：
CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-99kJ•mol^-l
又知該反應中某些物質分子里的化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學鍵	C-H	H-H	C-O	H-O
鍵能/kJ•mol-l	413	436	343	465

如CO中的C與O之間為叁鍵連接，則C≡O鍵的鍵能為1076kJ•mol^-l．

Answer 1

分析 （1）能夠從自然界源源得到補充的能源是可再生能源，例如水能、風能、太陽能等；
（2）①由熱化學方程式可知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-l，4g H₂（g）在氧氣中完全燃燒生成H₂O（g）時放出的熱量為483.6kJ，則l g放出的熱量為$\frac{483.6kJ}{4}$=120.9kJ，而氫氣被稱為綠色能源的主要原因是燃燒產物是水且無污染；
②若18g C（s）的物質的量是$\frac{18g}{12g/mol}$=1.5mol，氧氣中不完全燃燒，生成的CO（g）與CO₂（g）的物質的量之比為2：l，所以一氧化碳的物質的量為：
1.5mol×$\frac{2}{3}$=1mol，CO₂（g）的物質的量為0.5mol，根據(jù)蓋斯定律分析求解；
③Ⅰ2C（s）+O₂（g）═2CO（g）；△H=-221.0KJ/mol
Ⅱ2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O；△H=-483.6KJ/mol
依據(jù)蓋斯定律，$\frac{Ⅰ-Ⅱ}{2}$得到 C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3KJ/mol；
（3）依據(jù)化學反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和計算．

解答 解：（1）煤、石油、天然氣以及核能短期內從自然界得不到補充，屬于不可再生能源，而太陽能、氫能可以從自然界源源不斷的得到補充，屬于可再生能源，
故選A．
（2）①由熱化學方程式可知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-l，4g H₂（g）在氧氣中完全燃燒生成H₂O（g）時放出的熱量為483.6kJ，則l g放出的熱量為$\frac{483.6kJ}{4}$=120.9kJ，而氫氣被稱為綠色能源的主要原因是燃燒產物是水且無污染，故答案為：120.9；燃燒產物是水，無污染；
②根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ、2C（s）+O₂（g）=2COg）△H=-221.0kJ•mol^-l
Ⅱ、2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-556.0kJ•mol^-l
由Ⅰ+Ⅱ可得：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-388.5kJ•mol^-l
18g C（s）的物質的量是$\frac{18g}{12g/mol}$=1.5mol，氧氣中不完全燃燒，生成的CO（g）與CO₂（g）的物質的量之比為2：l，所以一氧化碳的物質的量為：
1.5mol×$\frac{2}{3}$=1mol，CO₂（g）的物質的量為0.5mol，所以388.5-110.5=278kJ，故答案為：278kJ；
③Ⅰ2C（s）+O₂（g）═2CO（g）；△H=-221.0KJ/mol
Ⅱ2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O；△H=-483.6KJ/mol
依據(jù)蓋斯定律，$\frac{Ⅰ-Ⅱ}{2}$得到 C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3KJ/mol，故答案為：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3KJ/mol；
（3）設C≡O鍵的鍵能為x，則CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g），反應的焓變=反應物總鍵能之和-生成物總鍵能之和，故△H=x+2×436KJ/mol-（3×413KJ/mol+343KJ/mol+465KJ/mol）=-99 kJ•mol^-1，所以x=1076，故答案為：1076．

點評 本題考查熱化學方程式和運用蓋斯定律計算，題目較簡單，注意把握蓋斯定律的原理，側重于計算能力的考查．