Question

17．能源危機當前是一個全球性問題，開源節(jié)流是應對能源危機的重要舉措．
（1）下列做法有助于“開源節(jié)流”的是acd（填序號）．
a．大力發(fā)展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源
b．大力開采煤、石油和天然氣，以滿足人們日益增長的能源需求
c．開發(fā)太陽能、水能、風能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料
d．減少資源消耗，注重資源的重復使用、資源的循環(huán)再生
（2）金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時充分燃燒生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示．

①在通常狀況下，金剛石和石墨相比較，石墨（填“金剛石”或“石墨”）更穩(wěn)定，石墨的燃燒熱為393.5kJ•mol^-1．
②12g石墨在一定量的空氣中燃燒，生成氣體36g，該過程放出的熱量為252.0kJ．
（3）已知：N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ•mol^-1、497kJ•mol^-1．
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.0kJ•mol^-1NO分子中化學鍵的鍵能為631.5kJ•mol^-1．
（4）綜合上述有關信息，請寫出用CO除去NO的熱化學方程式：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）只要能減少化石燃料等資源的運用都屬于“開源節(jié)流”；
（2）①物質能量越高越不穩(wěn)定；依據圖象判斷石墨的燃燒熱；
②依據極值計算判斷生成的氣體組成，結合熱化學方程式計算得到；
（3）舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵生成釋放的能量值即為化學反應所吸收的能量，結合N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ•mol^-1、497kJ•mol^-1，N₂（g）+O₂（g）=2NO（g），△H=+180kJ•mol^-1可以計算NO分子中化學鍵的鍵能；
（4）利用蓋斯定律結合已知熱化學方程式計算反應熱，再寫出熱化學方程式．

解答 解：（1）只要能減少化石燃料等資源的運用都屬于“開源節(jié)流”，a、c、d能減少化石燃料的運用，b．大力開采煤、石油和天然氣，不能減少化石燃料的運用，故答案為：acd；
（2）①圖象分析金剛石能量高于石墨，能量越低越穩(wěn)定，所以說明石墨穩(wěn)定，圖象分析1mol石墨完全燃燒生成1mol二氧化碳放出的熱量為（110.5+283.0）kJ=393.5kJ，則石墨的燃燒熱為393.5kJ?mol^-1，
故答案為：石墨；393.5kJ?mol^-1；
②12g石墨物質的量為1mol，在一定量空氣中燃燒，依據元素守恒，若生成二氧化碳質量為44g，若生成一氧化碳質量為28g，生成氣體36g，28g＜36g＜44g，判斷生成的氣體為一氧化碳和二氧化碳氣體，設一氧化碳物質的量為x，二氧化碳物質的量為（1-x）mol，28x+44（1-x）=36g，x=0.5mol，二氧化碳物質的量為0.5mol；依據圖象分析，C（石墨，s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ•mol^-1 ；C（石墨，s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
生成二氧化碳和一氧化碳混合氣體放出熱量=393.5kJ•mol^-1 ×0.5mol+110.5 kJ•mol^-1 ×0.5mol=252kJ；12g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體36g，該過程放出的熱量為252.0kJ，
故答案為：252.0 kJ；
（3）根據N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ•mol^-1、497kJ•mol^-1以及反應N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1可設NO分子中化學鍵的鍵能為x，則有：946kJ•mol^-1+497kJ•mol^-1-2x=180kJ•mol^-1 得：x=631.5kJ•mol^-1，
故答案為：631.5；
（4）已知①C（石墨，s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ•mol^-1 ，
②C（石墨，s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5 kJ•mol^-1，
③N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1，
由蓋斯定律：方程式①×2-②×2-③得 2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ?mol^-1，
故答案為：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ?mol^-1．

點評 本題考查了化學反應與能量、蓋斯定律、物質穩(wěn)定性的判斷、鍵能的計算，題目難度中等，注意把握蓋斯定律的含義及其應用方法．