Question

20．美丽中国，节约为荣．“开源节流”是应对能源危机的重要举措．请回答下列问题：
（1）下列做法不利于能源“开源节流”的是b（填序号）．
a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b．大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求
c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少煤、石油等化石燃料的使用
d．减少资源消耗，增加资源的重复使用，注重资源的循环再生
（2）金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳，反应放出的热量如图1所示：
①在通常状况下，石墨（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热△H=-393.5kJ?mol^-1．
②又已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599.2kJ•mol^-1根据盖斯定律及以上信息，写出C（石墨）与H₂（g）反应生成1molC₂H₂（g）的热化学方程式：2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g），△H=+226.7kJ•mol^-1．
（3）丙烷（C₃H₈）是一种优良的气体燃料．试回答下列问题：
①如图2是一定量丙烷完全燃烧生成CO₂和1mol H₂O（l）过程中的能量变化图（图中括号内“+”或“-”未标注），出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol．
②二甲醚（CH₃OCH₃）是一种新型燃料，应用前景广阔．1mol二甲醚完全燃烧生成CO₂和液态水放出1455kJ热量．若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO₂和液态水共放出1645kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为1：3．

Answer 1

分析 （1）只要能减少化石燃料等资源的运用都属于“开源节流”；
（2）①依据物质能量越高，物质越不稳定；依据图象判断石墨的燃烧热；
②可以先根据反应物和生成物书写化学方程式，根据盖斯定律计算反应的焓变，最后根据热化学方程式的书写方法来书写热化学方程式；
（3）①分析图象得到生成1mol水的焓变△H=-553.75KJ/mol，依据热化学方程式书写方法写出，注意物质聚集状态，对应量下的焓变；
②依据热化学方程式结合混合气体物质的量和放热列式计算得到二甲醚和丙烷物质的量之比．

解答 解：（1）只要能减少化石燃料等资源的运用都属于“开源节流”；
b、大力开采煤、石油和天然气，不能减少化石燃料的运用，故错误；
a、c、d能减少化石燃料的运用，故正确．
故答案为：b；
（2）①图象分析金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，所以说明石墨稳定，图象分析1mol石墨完全燃烧生成1mol二氧化碳放出的热量为393.5kJ，则石墨的燃烧热为△H=-393.5kJ?mol^-1；
故答案为：石墨；-393.5kJ?mol^-1；
②已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₂=-2599kJ•mol^-1；
2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的反应可以根据①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$得到，
所以反应焓变△H=2×（-393.5kJ•mol^-1）+（-571.6kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$-（-2599kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=+226.7kJ•mol^-1，
故答案为：2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g），△H=+226.7kJ•mol^-1；
（3）①图象是一定量丙烷完全燃烧生成CO₂和1mol H₂O（l）过程中的能量变化图，丙烷燃烧反应放热△H=-553.75KJ/mol；
丙烷完全燃烧生成CO₂和1mol H₂O（l）过程中的能量变化图，反应放热△H=-553.75KJ/mol；则写出的热化学方程式为：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol，故答案为：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol；
②1mol二甲醚完全燃烧生成CO₂和液态水放出1455kJ热量．若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO₂和液态水共放出1645kJ热量，
设1mol混合气体中二甲醚物质的量x，丙烷物质的量为1-x，C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）；△H₁=-2215.0 kJ/mol，得到丙烷燃烧放热（1-x）2215KJ；依据条件得到：1645KJ-1455xKJ=（1-x）2215KJ，计算得到x=0.75，则混合丙烷物质的量为0.25mol，则混合气体中丙烷和二甲醚物质的量之比=0.25：0.75=1：3，故答案为：1：3；

点评 本题考查了化学反应与能量、物质稳定性的判断，题目难度中等，注意把握盖斯定律的含义及其应用方法．