Question

【題目】能源是人類賴以生存的基礎。回答下列問題：

（1）下列不屬于新能源的是___(填字母)。

a.煤炭 b.太陽能 c.風能 d.地熱能 e.天然氣 f.氫能

（2）甲烷裂解法制取乙炔反應的化學方程式為2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)。

①已知下列化學鍵的鍵能數據：

則反應2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)的△H＝___kJ·mol－1。

②燃燒agCH4生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，放出熱量44.5kJ。經測定，生成的CO2與足量澄清石灰水反應得到5g沉淀，則CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)△H1＝___kJ·mol－1，a＝___。

（3）金剛石和石墨為碳的同素異形體，它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時完全燃燒生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示。

①在通常狀況下，金剛石和石墨的穩(wěn)定性較大的是___(填“金剛石”或“石墨”)；石墨的燃燒熱為___kJ·mol－1。

②12g石墨在－定量空氣中燃燒，生成36g氣體，該過程放出的熱量為___kJ。

Answer 1

【答案】ae +360.4 -890 0.8 石墨 393.5 252.0

【解析】

（1）新能源是指無污染、可以持續(xù)利用的能源，包括太陽能、風能、核能、地熱能、潮汐能等；

（2）①根據△H＝反應物的總鍵能-生成物的總鍵能進行計算；

②agCH4生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，放出熱量44.5kJ，根據生成沉淀的質量計算出CO2的物質的量，進一步計算出agCH4的物質的量，最終計算1molCH4生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，放出的熱量；

（3）①能量越低物質越穩(wěn)定；1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時釋放的能量為燃燒熱；

②根據極值計算判斷生成的氣體的組成，結合熱化學方程式計算。

（1）根據分析可知，太陽能、風能、地熱能、氫能都是新能源，因此不屬于新能源的是煤炭和天然氣，答案選ae；

（2）①△H＝反應物的總鍵能-生成物的總鍵=2×4×413.4kJ/mol-2×413.4kJ/mol-812kJ/mol-3×436kJ/mol=+360.4 kJ·mol－1；

②agCH4生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，生成的CO2與足量澄清石灰水反應得到5g沉淀，那么n(CaCO3)=n(CO2)=n(CH4)==0.05mol，即0.05mol(a=0.05mol×16g/mol=0.8g) CH4生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，放出熱量44.5kJ，因此1mol CH4生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，放出熱量kJ=890 kJ，即CH4(g)＋2O2(g) = CO2(g)＋2H2O(l)△H1＝-890kJ·mol－1，a＝0.8；

（3）①能量越低物質越穩(wěn)定，由圖象可知金剛石的能量高于石墨的能量，因此石金剛石和石墨中穩(wěn)定性較大的是石墨；1mol石墨完全燃燒生成CO2放出的熱量為110.5kJ+283.0kJ=393.5 kJ，因此石墨的燃燒熱是393.5 kJ·mol－1

②12g石墨的物質的量為1mol，在一定量的空氣中燃燒，根據元素守恒，若生成CO2，質量為44g，若生成CO，質量為28g，現(xiàn)生成的氣體為36g，28g<36g<44g，說明生成的氣體既有CO又有CO2，設生成的CO為xmol，生成的CO2為(1-x)mol，28x+44(1-x)=36，x=0.5mol，即生成的CO為0.5mol，CO2為0.5mol；1mol石墨燃燒生成CO放出的熱量為110.5 kJ，那么0.5mol石墨燃燒生成CO放出的熱量為55.25kJ，1mol石墨完全燃燒生成CO2放出的熱量為393.5 kJ，那么0.5mol石墨完全燃燒生成CO2放出的熱量為196.75 kJ，所以12g石墨在－定量空氣中燃燒，生成36g氣體，該過程放出的熱量為55.25kJ+196.75kJ=252.0 kJ。