Question

【题目】2015年巴黎气候变化大会的主题之一是节能减排，开发新能源以及提高能源的利用率再次受到国际社会的高度关注。

（1）近年我国努力调整能源结构，开发新能源。下列物质中，属于可再生能源的是____（填字母）。

A、氢能 B、天然气 C、石油

（2）工业制氢有多种渠道：

①其中一个重要反应是：CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2(g) ΔH。

已知： C(s，石墨) + O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－394 kJ/mol

2C(s，石墨) + O2(g)=2CO(g) ΔH2＝－222 kJ/mol

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH3＝－242 kJ/mol

则ΔH＝_____kJ/mol。

②一种“金属（M）氧化物循环制氢”的原理如图所示。写出该流程制氢的总反应式：____。

③氢气可用于制备H2O2。已知：H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1、O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，这两个反应均为自发反应，则H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH____0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

（3）工业上可通过CO(g)和H2(g)化合来制备可再生能源CH3OH(g):CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=－99 kJ·mol－l，又知该反应中某些物质分子里的化学键的键能数据如下表：

如CO中的C与O之间为叁键连接，则C≡O键的键能为___________kJ·mol－l。

Answer 1

【答案】A -41 2H2O2H2↑+O2↑ ＜ 1076

【解析】

（1）天然气和石油都属于化石燃料，是不可再生能源，属于可再生能源的是氢能，答案为A。

（2）① C(s，石墨) + O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－394 kJ/mol a

2C(s，石墨) + O2(g)=2CO(g) ΔH2＝－222 kJ/mol b

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH3＝－242 kJ/mol c

根据盖斯定律将a-b-c得：CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2(g)的ΔH＝-41kJ/mol。

②一种“金属（M）氧化物循环制氢”的原理如图所示。由流程可以看出，H2O分解生成H2和O2，其中M为催化剂，MxOy为催化剂的中间产物，该流程制氢的总反应式：2H2O2H2↑+O2↑；

③已知：H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1、O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，这两个反应均为自发反应，由于均是熵减的反应，则ΔH1＜0，ΔH2＜0。H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH2＜0。

（3）依据反应热等于断键吸收的总能量和形成化学键所放出的能量的差值可知C≡O键的键能为：(413×3+343+465-2×436-99)kJ·mol－l=1076kJ·mol－l。