Question

16．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）金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示．

①在通常状况下，金刚石和石墨中，石墨（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热（△H）为-393.5kJ•mol^-1．
②石墨与CO₂反应生成CO的热化学方程式：C（s、石墨）+CO₂（g）═2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1．
（2）CO₂为原料还可合成多种物质．工业上常以CO₂（g）与H₂（g）为原料合成乙醇．
①已知：H₂O（l）?H₂O（g）△H=+44  kJ•mol^-1
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2  kJ•mol^-1
2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H=-256.1  kJ•mol^-1．
则：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（l）△H=-305.7kJ•mol^-1．
②如图1是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图．

对上述流程的分析，下列说法正确的是AD．
A、该流程至少包含4种形式的能量转化
B、装置X为原电池装置
C、合成塔中生成乙醇的反应是化合反应
D、流程设计体现了绿色化学的环保思想
③如图2所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测．（醋酸化学式为CH₃COOH）该电池负极的电极反应式为CH₃CH₂OH-4e^-+H₂O═4H⁺+CH₃COOH．

Answer 1

分析 （1）①物质能量越高，物质越不稳定；燃烧热是在25摄氏度，101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，依据图象判断石墨的燃烧热；
②根据图示，写出热化学方程式：C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol ①
                            CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol   ②
根据盖斯定律来分析；
（2）①依据所给的热化学方程式，根据目标反应，将已知热化学方程式进行变形得到目标反应，反应热也做相应的变化即可；
②A．该流程至少包含太阳能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为热能和动能等
B．装置X中是电解水生成氧气的反应，是电解池；
C．合成塔中生成乙醇的反应不是化合反应；
D．过程中利用阳能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为热能和动能等，流程设计体现了绿色化学思想；
③由装置图可知酒精在负极被氧气氧化发生氧化反应生成醋酸．

解答 解：（1）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根据图示，可知热化学方程式：C（S、石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol ①
                            CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283KJ/mol   ②
根据盖斯定律，将①-②×2可得：C（s、石墨）+CO₂（g）═2CO（g）；△H=+172.5 kJ•mol^-1，故答案为：C（s、石墨）+CO₂（g）═2CO（g）；△H=+172.5 kJ•mol^-1；
（2）已知：①a、H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1
b、CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ•mol^-1
c、2CO（g）+4H₂ （g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H=-256.1kJ•mol^-1
依据盖斯定律c-b×2-3a得到：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（l）△H=-305.7kJ•mol^-1 ；
故答案为：-305.7kJ•mol^-1 ；
②A．该流程至少包含太阳能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为热能和动能等，该流程至少包含4种形式的能量转化，故A正确；
B．装置X中是由水生成氧气的反应，是电解反应，即是电解池，故B错误；
C．2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（l），反应可知合成塔中生成乙醇的反应不是化合反应，故C错误；
D．过程中利用阳能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为热能和动能等，流程设计体现了绿色化学思想，故D正确；
故答案为：AD；
③由装置图可知酒精在负极被氧气氧化发生氧化反应生成醋酸，负极反应为CH₃CH₂OH-4e^-+H₂O=4H⁺+CH₃COOH，故答案为：CH₃CH₂OH-4e^-+H₂O=4H⁺+CH₃COOH．

点评 本题考查了化学反应能量变化，原电池、电解池原理分析应用，热化学方程式、电解反应方程式的书写式解题关键，题目难度中等．