题目内容
17.能源危机当前是一个全球性问题,开源节流是应对能源危机的重要举措.(1)下列做法有助于“开源节流”的是acd(填序号).
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气,以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,注重资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示.
①在通常状况下,金刚石和石墨相比较,石墨(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为393.5kJ•mol-1.
②12g石墨在一定量的空气中燃烧,生成气体36g,该过程放出的热量为252.0kJ.
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ•mol-1、497kJ•mol-1.
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.0kJ•mol-1NO分子中化学键的键能为631.5kJ•mol-1.
(4)综合上述有关信息,请写出用CO除去NO的热化学方程式:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.0kJ•mol-1.
分析 (1)只要能减少化石燃料等资源的运用都属于“开源节流”;
(2)①物质能量越高越不稳定;依据图象判断石墨的燃烧热;
②依据极值计算判断生成的气体组成,结合热化学方程式计算得到;
(3)旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量值即为化学反应所吸收的能量,结合N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ•mol-1、497kJ•mol-1,N2(g)+O2(g)=2NO(g),△H=+180kJ•mol-1可以计算NO分子中化学键的键能;
(4)利用盖斯定律结合已知热化学方程式计算反应热,再写出热化学方程式.
解答 解:(1)只要能减少化石燃料等资源的运用都属于“开源节流”,a、c、d能减少化石燃料的运用,b.大力开采煤、石油和天然气,不能减少化石燃料的运用,故答案为:acd;
(2)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(110.5+283.0)kJ=393.5kJ,则石墨的燃烧热为393.5kJ?mol-1,
故答案为:石墨;393.5kJ?mol-1;
②12g石墨物质的量为1mol,在一定量空气中燃烧,依据元素守恒,若生成二氧化碳质量为44g,若生成一氧化碳质量为28g,生成气体36g,28g<36g<44g,判断生成的气体为一氧化碳和二氧化碳气体,设一氧化碳物质的量为x,二氧化碳物质的量为(1-x)mol,28x+44(1-x)=36g,x=0.5mol,二氧化碳物质的量为0.5mol;依据图象分析,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气体放出热量=393.5kJ•mol-1 ×0.5mol+110.5 kJ•mol-1 ×0.5mol=252kJ;12g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36g,该过程放出的热量为252.0kJ,
故答案为:252.0 kJ;
(3)根据N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ•mol-1、497kJ•mol-1以及反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•mol-1可设NO分子中化学键的键能为x,则有:946kJ•mol-1+497kJ•mol-1-2x=180kJ•mol-1 得:x=631.5kJ•mol-1,
故答案为: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,
由盖斯定律:方程式①×2-②×2-③得 2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.0kJ?mol-1,
故答案为:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.0kJ?mol-1.
点评 本题考查了化学反应与能量、盖斯定律、物质稳定性的判断、键能的计算,题目难度中等,注意把握盖斯定律的含义及其应用方法.
| A. | 1 mol NH3的质量为17 g•mol-1 | |
| B. | H2SO4的摩尔质量为98g | |
| C. | 3.01×1023个O3分子和 3.01×1023个O2分子电子数之比等于1:1 | |
| D. | 等物质的量的CO2分子和CO分子的质量比等于11:7 |
| A. | 图中A点c(SO42-)=7mol•L-1 | |
| B. | 过滤的PbSO4沉淀,用稀硫酸洗涤,可以减少沉淀损耗 | |
| C. | 硫酸浓度大于5mol•L-1时,PbSO4溶解度增大的原因是转化成Pb(HSO4)2 | |
| D. | 将Pb(NO3)2、Ba(NO3)2混合溶液滴入稀硫酸中,能生成PbSO4和BaSO4两种沉淀 |
(1)下表为几种共价键的键能.
| 共价键 | C-C | C=C | C-H | H-H |
| 键能/KJ•mol-1 | 348 | 615 | 413 | 436 |
(2)在密闭容器中充入一定量的丙烷和适量的稀有气体,测得丙烷的平衡转化率随温度的变化关系如图所示.
①图中压强p1<(填“>”“<”或“=”,下同)p2;
②B点在0.2Mpa及对应温度下,v(正)>v(逆).
③图中A点的平衡常数K=8.33KPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
④提高丙烷转化率的措施是升温(任填一种)
(3)丙烷在脱氢生成丙烯时还会生成乙烯,该副反应的化学方程式为C3H8$\stackrel{催化剂}{→}$C2H4+CH4;
(4)近年来研究人员采用了添加二氧化碳重整丙烷制取丙烯,其原理为C3H8(g)+CO2(g)?C3H6(g)+CO(g)+H2O(g),有关数据如表所示.
不同温度下C3H8脱氢反应的平衡转化率
| n(CO2)/n(C3H8)温度/K | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
| 0:1 | 1.0% | 6.3% | 24.4% | 59.6% | 87.0% |
| 1:1 | 2.7% | 12.9% | 41.6% | 78.0% | 94.5% |
| 1:2 | 3.7% | 17.2% | 50.9% | 85.3% | 97.1% |
| 1:3 | 4.0% | 20.5% | 57.7% | 89.5% | 98.2% |
②从表中数据可知,最合适的$\frac{n(C{O}_{2})}{n({C}_{3}{H}_{8})}$=1:3.
③二氧化碳重整法相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的优点是可以提高丙烷的转化率,可以将二氧化碳资源化利用的同时得到燃气.
| A. | 有相同的中子数和质子数 | B. | 互为同位素 | ||
| C. | 物理性质相同 | D. | 核外电子数不同 |
| A. | 用惰性电极电解1L1mol•L-1的CuSO4溶液,当阴极析出3.2g铜时,加入0.05molCu(OH)2固体可将溶液恢复至原浓度 | |
| B. | Hg(l)+H2SO4(aq)═HgSO4(aq)+H2(g)常温下不能自发进行,说明△H>0 | |
| C. | 已知25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,所以AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度 | |
| D. | 25℃时,向0.1 mol•L-1 CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,该溶液中水的电离程度将增大,且Kw不变 |