Question

【题目】能源是人类赖以生存的基础。回答下列问题：

（1）下列不属于新能源的是___(填字母)。

a.煤炭 b.太阳能 c.风能 d.地热能 e.天然气 f.氢能

（2）甲烷裂解法制取乙炔反应的化学方程式为2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)。

①已知下列化学键的键能数据：

则反应2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)的△H＝___kJ·mol－1。

②燃烧agCH4生成二氧化碳气体和液态水，放出热量44.5kJ。经测定，生成的CO2与足量澄清石灰水反应得到5g沉淀，则CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)△H1＝___kJ·mol－1，a＝___。

（3）金刚石和石墨为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时完全燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。

①在通常状况下，金刚石和石墨的稳定性较大的是___(填“金刚石”或“石墨”)；石墨的燃烧热为___kJ·mol－1。

②12g石墨在－定量空气中燃烧，生成36g气体，该过程放出的热量为___kJ。

Answer 1

【答案】ae +360.4 -890 0.8 石墨 393.5 252.0

【解析】

（1）新能源是指无污染、可以持续利用的能源，包括太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等；

（2）①根据△H＝反应物的总键能-生成物的总键能进行计算；

②agCH4生成二氧化碳气体和液态水，放出热量44.5kJ，根据生成沉淀的质量计算出CO2的物质的量，进一步计算出agCH4的物质的量，最终计算1molCH4生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量；

（3）①能量越低物质越稳定；1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时释放的能量为燃烧热；

②根据极值计算判断生成的气体的组成，结合热化学方程式计算。

（1）根据分析可知，太阳能、风能、地热能、氢能都是新能源，因此不属于新能源的是煤炭和天然气，答案选ae；

（2）①△H＝反应物的总键能-生成物的总键=2×4×413.4kJ/mol-2×413.4kJ/mol-812kJ/mol-3×436kJ/mol=+360.4 kJ·mol－1；

②agCH4生成二氧化碳气体和液态水，生成的CO2与足量澄清石灰水反应得到5g沉淀，那么n(CaCO3)=n(CO2)=n(CH4)==0.05mol，即0.05mol(a=0.05mol×16g/mol=0.8g) CH4生成二氧化碳气体和液态水，放出热量44.5kJ，因此1mol CH4生成二氧化碳气体和液态水，放出热量kJ=890 kJ，即CH4(g)＋2O2(g) = CO2(g)＋2H2O(l)△H1＝-890kJ·mol－1，a＝0.8；

（3）①能量越低物质越稳定，由图象可知金刚石的能量高于石墨的能量，因此石金刚石和石墨中稳定性较大的是石墨；1mol石墨完全燃烧生成CO2放出的热量为110.5kJ+283.0kJ=393.5 kJ，因此石墨的燃烧热是393.5 kJ·mol－1

②12g石墨的物质的量为1mol，在一定量的空气中燃烧，根据元素守恒，若生成CO2，质量为44g，若生成CO，质量为28g，现生成的气体为36g，28g<36g<44g，说明生成的气体既有CO又有CO2，设生成的CO为xmol，生成的CO2为(1-x)mol，28x+44(1-x)=36，x=0.5mol，即生成的CO为0.5mol，CO2为0.5mol；1mol石墨燃烧生成CO放出的热量为110.5 kJ，那么0.5mol石墨燃烧生成CO放出的热量为55.25kJ，1mol石墨完全燃烧生成CO2放出的热量为393.5 kJ，那么0.5mol石墨完全燃烧生成CO2放出的热量为196.75 kJ，所以12g石墨在－定量空气中燃烧，生成36g气体，该过程放出的热量为55.25kJ+196.75kJ=252.0 kJ。