Question

4．CO₂是一种主要的温室气体，研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．
（1）下列有关CO₂说法不正确额是b（填字母）
a．CO₂属于酸性氧化物
b．CO₂是导致酸雨发生的主要原因
c．可用Na₂CO₃溶液捕捉（吸收）CO₂
d．使用氢能源替代化石燃料可减少CO₂排放
（2）金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示．
①在通常情况下，金刚石和石墨中，石墨（填“金刚石”或“石墨”）更稳定．
②CO的燃烧热为283.0kJ•mol^-1．
③石墨不完全燃烧生成CO的热化学方程式为C（s，石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ•mol^-1．
（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算．
已知：C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599kJ•mol^-1
计算298K时由C（s，石墨）和H₂（g）生成1molC₂H₂（g）反应的焓变△H=+226.7kJ•mol^-1．
（4）甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H₂化合来制备甲醇气体．
已知某些化学键能数据如下表：

化学键	C-C	C-H	H-H	C-O	C≡O	H-O
键能/kJ•mol-1	348	413	436	358	1072	463

已知CO中的键为C≡O，则工业制备甲醇的热化学方程式为CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g）△H=-116kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）a．能与水化合得到碳酸或能与碱反应得到相应的盐与水的氧化物属于酸性氧化物；
b．SO₂是导致酸雨发生的主要原因；
c．Na₂CO₃溶液能与CO₂反应转化为碳酸氢钠；
d．氢能源不能同时，用氢能源替代化石燃料可减少CO₂排放；
（2）①由图可知石墨能量低于金刚石，能量越高越不稳定；
②由图可知1molCO完全燃烧放出的热量为283kJ；
③1mol石墨不完全燃烧放出的热量为110.5kJ，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
（3）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）△H₃=-2599kJ•mol^-1
根据盖斯定律，①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$可得：2C（s，石墨g）+H₂ （g）=C₂H₂（g）；
（4）发生反应：CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g），反应热=反应物总键能-生成物总键能．

解答 解：（1）a．CO₂能与水化合得到碳酸，能与碱反应得到相应的盐与水，属于酸性氧化物，故a正确；
b．正常的雨水中溶解二氧化碳，SO₂是导致酸雨发生的主要原因，故b错误；
c．Na₂CO₃溶液能与CO₂反应转化为碳酸氢钠，可用Na₂CO₃溶液捕捉（吸收）CO₂，故c正确；
d．氢能源不含碳元素，使用氢能源替代化石燃料可减少CO₂排放，故d正确，
故答案为：b；
（2）①由图可知，金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，所以石墨更稳定，故答案为：石墨；
②由图可知1molCO完全燃烧放出的热量为283kJ，CO的燃烧热为283.0kJ•mol^-1，故答案为：283.0；
③1mol石墨不完全燃烧放出的热量为110.5kJ，石墨不完全燃烧生成CO的热化学方程式为：C（s，石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ•mol^-1，
故答案为：C（s，石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ•mol^-1；
（3）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）△H₃=-2599kJ•mol^-1
根据盖斯定律，①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$可得：2C（s，石墨g）+H₂ （g）=C₂H₂（g），所以△H=2×（-393.5kJ•mol^-1）+$\frac{1}{2}$×（-571.6kJ•mol^-1）-$\frac{1}{2}$×（-2599kJ•mol^-1）=+226.7kJ•mol^-1，
故答案为：+226.7kJ•mol^-1；
（4）发生反应：CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g），则△H=1072kJ/mol+2×436kJ/mol-3×413kJ/mol-358kJ/mol-463kJ/mol=-116kJ/mol，
故答案为：CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g）△H=-116kJ/mol．

点评 本题考查化学反应中能量变化、反应热计算与热化学方程式书写等，难度中等，掌握反应热常用计算方法．