题目内容

15．现在和将来的社会，对能源和材料的需求是越来越大，我们学习化学就为了认识物质，创造物质，开发新能源，发展人类的新未来．请解决以下有关能源的问题：
（1）未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生．下列属于未来新能源标准的是B：
①天然气  ②煤   ③核能   ④石油   ⑤太阳能   ⑥生物质能   ⑦风能   ⑧氢能
A．①②③④B．⑤⑥⑦⑧C．③⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧
（2）运动会上使用的火炬的燃料一般是丙烷（C3H8），请根据完成下列题目．
①已知11g丙烷（C3H8）在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ，请写出丙烷燃烧热的热化学方程式：C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H=2220 kJ•mol-1 ；
②以丙烷（C3H8）和空气为原料，稀硫酸为电解质溶液能（填能或不能）设计成池！
若能，则写出通入丙烷（C3H8）的那一极为：负极；氧气在正极发生反应．若不能，则理由是：．．
③丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯．
已知：C3H8（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）△H1=+156.6kJ•mol-1
CH3CH=CH2（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）△H2=+32.4kJ•mol-1
则相同条件下，反应C3H8（g）→CH3CH=CH2（g）+H2（g）的△H=124.2kJ•mol-1
（3）已知：H-H键的键能为436KJ/mol，H-N键的键能为391KJ/mol，根据化学方程式：N2+3H2?2NH3△H=-92.4KJ/mol，
①请计算出N≡N键的键能为945.66KJ/mol．
②若向处于上述热化学方程式相同温度和体积一定的容器中，通入1mol N2 和3mol H2，充分反应后，恢复原温度时放出的热量小于 92.4KJ（填大于或小于或等于）．

分析 （1）煤、石油、天然气是化石燃料，太阳能、氢能、风能、地热能、氢能、海洋能和生物质能等都是新能源；
（2）①写成丙烷燃烧的化学方程式，注明物质的聚集状态，依据11g丙烷（C3H8）在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ，计算1mol丙烷放出热量，据此书写反应热化学方程式；
②自发的氧化还原反应都能设计成原电池；燃料在负极发生氧化还原反应，氧气在正极发生还原反应；
③根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减构造目标目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数，进行相应的加减，据此计算；
（3）①反应中△H=断裂的化学键的键能之和-成键的键能之和，以此来解答；
②可逆反应不能进行到底．

解答 解：（1）煤、石油、天然气是化石能源，核能不可再生，不是新能源，⑤太阳能   ⑥生物质能   ⑦风能   ⑧氢能属于新能源；
故选：B；
（2）①11g丙烷（C3H8）在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ，计算1mol丙烷放出热量，则1mol丙烷燃烧放出热量：2220 kJ，反应的热化学方程式：C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H=2220 kJ•mol-1；
故答案为：C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H=2220 kJ•mol-1；
②丙烷燃烧为自发的氧化还原反应，可以设计成原电池；燃料在负极发生氧化还原反应，则通入丙烷（C3H8）的那一极为负极，氧气在正极发生还原反应，氧气的一极为正极；
故答案为：能；负；正；
③已知：①C3H8（g）═CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）△H1=156.6kJ•mol-1
②CH3CH=CH2（g）═CH4（g）+HC≡CH（g ）△H2=32.4kJ•mol-1
根据盖斯定律，①-②得C3H8（g）═CH3CH=CH2（g）+H2（g），所以△H=△H1-△H2=156.6kJ•mol-1-32.4kJ•mol-1=124.2kJ•mol-1；
故答案为：124.2kJ•mol-1；
（3）①设N≡N键的键能是x，N2+3H2=2NH3 △H=-92.4KJ/mol，则x+3×436KJ/mol-2×3×391KJ/mol=-92.4KJ/mol，
解得x=945.6KJ/mol，
故答案为：945.66KJ/mol；
②N2+3H2?2NH3△H=-92.4KJ/mol，意义为1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2mol氨气放出热量92.4KJ，而该反应为可逆反应，1mol氮气与3mol氢气不能完全反应，所以放出的热量小于92.4KJ；
故答案为：小于．

点评 本题为综合题，涉及能源的分类，热化学方程式的书写，利用盖斯定律计算反应热，燃料电池，为高频考点，把握原电池工作原理、熟悉盖斯定律计算反应热的方法是解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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6．同温同压下，有A、B两个完全相同的气球（质量忽略不计），A气球中充入a气体，B气球中充入b气体，充气后两气球的体积相等，A气球置于氮气中，气球静止不动，B气球置于肼（N2H4）气体中，气球上升．下列有关叙述中正确的是（　　）
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10．在花瓶中加入“鲜花保鲜剂”，能延长鲜花的寿命．表是500mL“鲜花保鲜剂”中含有的成分，阅读后回答下列问题：
成分质量（g）摩尔质量（g•mol-1）
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硫酸钾0.84174
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B．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水
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20．已知A、B、C、D、E均为中学化学中常见物质，在一定条件下相互转化关系如图所示（反应条件和部分产物已省略）．
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7．按要求作答：
（1）写出氢氧化铜和盐酸反应的离子方程式2H++Cu（OH）2=Cu2++2H2O；
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2．某同学对FeSO4的热稳定性以及FeCl3的氧化性进行如下探究，已知Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化．
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①该变化的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++SO42-+4H+；
②所得溶液中除确认微粒外还可能存在H2SO3，为确认其存在，应选择的试剂是
D（填写序号）．A．稀硫酸    B．KMnO4溶液C．NaOH溶液      D．品红溶液
（3）若向盛有FeCl3和CuCl2混合溶液的烧杯中，加入铁粉，反应结束后，下列结论正确的是BE（填写序号）．
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3+
B．若有固体剩余，则溶液中一定有Fe2+
C．若溶液中有Cu2+，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2+，则一定有Cu析出
E．若溶液中没有Cu2+，则溶液中也没有Fe3+．
3．醋酸镍[（CH3COO）2Ni]是一种重要的化工原料．一种以含镍废料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下：

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表：
表1表2
物质开始沉淀的pH沉淀完全的pH物质20℃时溶解性（H2O）
Fe3+1.13.2CaSO4微溶
Fe2+5.8　　8.8NiF可溶
Al3+3.05.0CaF2难溶
Ni2+6.79.5NiCO3KSP=9.60×10-6
（1）调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是5.0≤pH＜6.7．
（2）滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是SiO2、CaSO4、CaF2．
（3）写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O．
（4）酸浸过程中，lmol NiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体．写出该反应的化学方程式NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O．
（5）沉镍过程中，若c（Ni2+）=2.0mol•L-1，欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c（Ni2+）≤10-5mol•L-1]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为31.4gg．（保留小数点后1位有效数字）
（6）保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如下图．酸浸的最佳温度与时间分别为70℃、120min．

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