Question

【题目】化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式分别为：

CH4（g）+ 2O2（g）═ CO2（g）+ 2H2O（g）△H=﹣802.3kJmol﹣1，

H2O（l）═ H2O（g）△H= +44kJmol﹣1；

则356g“可燃冰”（分子式为CH49H2O）释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出的热量为________。

（2）0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为________。

（3）家用液化气中主要成分之一是丁烷（C4H10）。常温常压时，当1g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50kJ。试写出该状态下表示丁烷燃烧热的热化学方程式________。

（4）联合国气候变化大会于2009年12月7～18日在哥本哈根召开。中国政府承诺到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

①有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最节能的是________（填字母序号）。

A．电解水制氢：2H2O 2H2↑+O2↑

B．高温使水分解制氢：2H2O 2H2↑+O2↑

C．太阳光催化分解水制氢：2H2O 2H2↑+O2↑

D．天然气制氢：CH4+H2O CO+3H2

②用CO2和氢气合成CH3OCH3（甲醚）是解决 能源危机的研究方向之一。

已知：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）△H=﹣90.7kJmol﹣1

2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣23.5kJmol﹣1

CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.2kJmol﹣1

则CO2和氢气合成CH3OCH3（g）和水蒸气的热化学方程式为________。

Answer 1

【答案】 1780.6kJ B2H6（g）+3O2（g）═ B2O3（s）+3H2O（l）△H=﹣2165 kJ/mol C4H10（g）+ O2（g）═ 4CO2（g）+ 5H2O（l）△H=﹣2900 kJ/mol C 2CO2（g）+ 6H2（g）= CH3OCH3（g）+ 3H2O（g）△H=﹣122.5 kJmol﹣1

【解析】(1)反应式①-2×②可得CH4（g）+ 2O2（g）═ CO2（g）+ 2H2O（l）△H=﹣802.3kJmol﹣1﹣ 2×44kJmol﹣1=﹣890.3 kJmol﹣1，356g“可燃冰”（分子式为CH49H2O）中甲烷的物质的量为2mol，所以完全燃烧放出的热量为1780.6 kJ；

(2)根据题目所述，其热化学方程式为B2H6（g）+3O2（g）═ B2O3（s）+3H2O（l）△H=﹣2165 kJ/mol；

(3)根据燃烧热的定义，是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量，所以该状态下丁烷燃烧热的热化学方程式为C4H10（g）+ O2（g）═ 4CO2（g）+ 5H2O（l） △H= ﹣2900 kJ/mol；

(4) ①电解水需要大量的电能，则A错误；高温使水分解需要大量的燃料，并产生大量的CO2及其它污染环境的气体，所以B错误；太阳能是自然存在的，所以最节能，即C正确；天然气高温制氢气也需要大量的燃料，即D错误；正确答案为C；② 根据盖斯定律结合所求的热化学方程式可知① ×2+② —③×2即得2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3 (g) +3H2O（g）△H=(﹣90.7kJmol﹣1)×2+(﹣23.5kJmol﹣1)—(﹣41.2kJmol﹣1)×2= ﹣122.5 kJ mol﹣1，所以其热化学方程式为2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3 (g) +3H2O(g) △H= ﹣122.5kJmol﹣1。