Question

4．蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體．根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)回答下列問(wèn)題：
（1）C在元素周期表中的位置為第二周期，第ⅣA族
（2）碳有多種同素異形體，C₆₀所屬的晶體類型為分子晶體，金剛石熔化時(shí)破壞的作用力是共價(jià)鍵金剛石、石墨的能量關(guān)系如圖所示，則等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒金剛石（填“金剛石”或“石墨”）放出熱量更多，寫出石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)方程式C（石墨，s）=C（金剛石，s），△H=1.9kj/mol
（3）工業(yè)上利用甲烷制氫氣，反應(yīng)方程式為CH₄+H₂O=CO+3H₂，現(xiàn)向容積為2L的密閉容器中分別通入2mol的甲烷和2mol水蒸氣，4s內(nèi)用氫氣表示的反應(yīng)速率為0.3mol•L^-1•s^-1，則4s時(shí)剩余的甲烷的濃度為0.6mol/L．

Answer 1

分析 （1）C是兩個(gè)電子層，最外層4個(gè)電子，所以在元素周期表中的位置為第二周期，第ⅣA族；
（2）碳有多種同素異形體，C₆₀所屬的晶體類型為分子晶體，金剛石熔化時(shí)破壞的作用力是共價(jià)鍵；由圖可知：①C（金剛石）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-395.4kj/mol；②C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kj/mol，根據(jù)蓋斯定律②-①得：C（石墨，s）=C（金剛石，s），△H=-1.9kj/mol；
（3）4s內(nèi)用氫氣表示的反應(yīng)速率為0.3mol•L^-1•s^-1，則氫氣濃度變化量為：1.2mol/L，由反應(yīng)方程式：CH₄+H₂O=CO+3H₂，甲烷的濃度為0.4mol/L，所以4s時(shí)剩余的甲烷的濃度為$\frac{2mol}{2L}$-0.4mol/L=0.6mol/L，由此分析解答．

解答 解：（1）C是兩個(gè)電子層，最外層4個(gè)電子，所以在元素周期表中的位置為第二周期，第ⅣA族，故答案為：第二周期，第ⅣA族；
（2）碳有多種同素異形體，C₆₀所屬的晶體類型為分子晶體，金剛石熔化時(shí)破壞的作用力是共價(jià)鍵；由圖可知：①C（金剛石）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-395.4kj/mol；②C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kj/mol，根據(jù)蓋斯定律②-①得：C（石墨，s）=C（金剛石，s），△H=1.9kj/mol，等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒金剛石放出的熱量多，故答案為：分子晶體；共價(jià)鍵；金剛石；C（石墨，s）=C（金剛石，s），△H=1.9kj/mol；
（3）4s內(nèi)用氫氣表示的反應(yīng)速率為0.3mol•L^-1•s^-1，則氫氣濃度變化量為：1.2mol/L，由反應(yīng)方程式：CH₄+H₂O=CO+3H₂，甲烷的濃度為0.4mol/L，所以4s時(shí)剩余的甲烷的濃度為$\frac{2mol}{2L}$-0.4mol/L=0.6mol/L，故答案為：0.6mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素在元素周期表中的位置、蓋斯定律、能量的變化以及化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算，綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．