Question

5．2015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A（填字母）．
A、氢能    B、天然气    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
请回答下列问题：
①l g H₂（g）在氧气中完全燃烧生成H₂O（g）时放出的热量为120.9kJ．氢气被称为绿色能源的主要原因是燃烧产物是水，无污染．
②若18g C（s）氧气中不完全燃烧，生成的CO（g）与CO₂（g）的物质的量之比为2：l，
则该过程放出的热量比等质量的C（s）在氧气中完全燃烧时要少278kJ．
③将煤转化为水煤气（H₂、CO的混合气）是将煤转化为清洁燃料的方法之一．
则C（s）与H₂O （g）反应制备水煤气的热化学方程式为C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3KJ/mol．
（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=-99kJ•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：

化学键	C-H	H-H	C-O	H-O
键能/kJ•mol-l	413	436	343	465

如CO中的C与O之间为叁键连接，则C≡O键的键能为1076kJ•mol^-l．

Answer 1

分析 （1）能够从自然界源源得到补充的能源是可再生能源，例如水能、风能、太阳能等；
（2）①由热化学方程式可知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-l，4g H₂（g）在氧气中完全燃烧生成H₂O（g）时放出的热量为483.6kJ，则l g放出的热量为$\frac{483.6kJ}{4}$=120.9kJ，而氢气被称为绿色能源的主要原因是燃烧产物是水且无污染；
②若18g C（s）的物质的量是$\frac{18g}{12g/mol}$=1.5mol，氧气中不完全燃烧，生成的CO（g）与CO₂（g）的物质的量之比为2：l，所以一氧化碳的物质的量为：
1.5mol×$\frac{2}{3}$=1mol，CO₂（g）的物质的量为0.5mol，根据盖斯定律分析求解；
③Ⅰ2C（s）+O₂（g）═2CO（g）；△H=-221.0KJ/mol
Ⅱ2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O；△H=-483.6KJ/mol
依据盖斯定律，$\frac{Ⅰ-Ⅱ}{2}$得到 C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3KJ/mol；
（3）依据化学反应焓变=反应物键能总和-生成物键能总和计算．

解答 解：（1）煤、石油、天然气以及核能短期内从自然界得不到补充，属于不可再生能源，而太阳能、氢能可以从自然界源源不断的得到补充，属于可再生能源，
故选A．
（2）①由热化学方程式可知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-l，4g H₂（g）在氧气中完全燃烧生成H₂O（g）时放出的热量为483.6kJ，则l g放出的热量为$\frac{483.6kJ}{4}$=120.9kJ，而氢气被称为绿色能源的主要原因是燃烧产物是水且无污染，故答案为：120.9；燃烧产物是水，无污染；
②根据盖斯定律，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）的物质的量是$\frac{18g}{12g/mol}$=1.5mol，氧气中不完全燃烧，生成的CO（g）与CO₂（g）的物质的量之比为2：l，所以一氧化碳的物质的量为：
1.5mol×$\frac{2}{3}$=1mol，CO₂（g）的物质的量为0.5mol，所以388.5-110.5=278kJ，故答案为：278kJ；
③Ⅰ2C（s）+O₂（g）═2CO（g）；△H=-221.0KJ/mol
Ⅱ2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O；△H=-483.6KJ/mol
依据盖斯定律，$\frac{Ⅰ-Ⅱ}{2}$得到 C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3KJ/mol，故答案为：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3KJ/mol；
（3）设C≡O键的键能为x，则CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g），反应的焓变=反应物总键能之和-生成物总键能之和，故△H=x+2×436KJ/mol-（3×413KJ/mol+343KJ/mol+465KJ/mol）=-99 kJ•mol^-1，所以x=1076，故答案为：1076．

点评 本题考查热化学方程式和运用盖斯定律计算，题目较简单，注意把握盖斯定律的原理，侧重于计算能力的考查．