Question

【題目】能源危機是當前全球性的問題，“開源節流”是應對能源危機的重要舉措。

(1)下列做法有助于能源“開源節流”的是________（填序號）。

A．大力發展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源

B．大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求

C．開發太陽能、水能、風能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料

D．減少資源消耗，增加資源的重復使用、資源的循環再生

(2)金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳，氧氣充足時燃燒生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示。

①在通常狀況下，________（填“金剛石”或“石墨”）更穩定，石墨的燃燒熱為ΔH= ____________。

②12 g石墨在24 g氧氣中燃燒，生成氣體36 g，該過程放出的熱量為________。

(3)已知：N2、O2分子中化學鍵的鍵能分別是946 kJ·mol－1、497 kJ·mol－1。

N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·mol－1。

NO分子中化學鍵的鍵能為________kJ·mol－1。

(4)綜合上述有關信息，請寫出CO和NO反應的熱化學方程式：_________________________。

Answer 1

【答案】ACD 石墨 －393.5 kJ·mol－1 252.0 kJ 631.5 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)　　ΔH=－746.0 kJ·mol－1

【解析】

(1)開源節流指的是開發新的能源，節約現有的化石能源；

A、大力發展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源，開發了新的能源，能夠節約化石燃料，A符合題意；

B、化石能源的使用會增加溫室效應氣體的排放，不利于環保和節約能源，B不符合題意；

C、開放新能源，減少化石能源的使用，C符合題意；

D、資源的重復使用，可以節約能源，D符合題意；

ACD符合題意；

(2) ①根據圖示，石墨(s)＋O2(g)的能量比金剛石(s)＋O2(g)的能量低，則石墨的能量低于金剛石的能量；能量越低，越穩定，則石墨更穩定；根據圖示，石墨的燃燒熱為 △H3＋△H4=－110.5kJ·mol－1＋(－283. 0kJ·mol－1)=－393.5 kJ·mol－1；

②12g石墨完全燃燒生成CO2，需要32gO2，現只有24gO2，因此36g氣體為CO和CO2的混合氣體，設CO的物質的量為x，根據C守恒，CO2的物質的量為(1－x)mol，則根據質量守恒，有28x＋44(1－x)=36，得x=0.5mol，則該石墨燃燒，生成了0.5molCO和0.5molCO2，生成0.5molCO，放出的熱量為0.5×110.5kJ=55.25kJ；生成0.5molCO2，放出的熱量為0.5×393.5kJ=196.75kJ；則總熱量為55.25kJ+196.75kJ=252kJ；

(3)化學反應中，斷開鍵需要吸熱，形成鍵需要放熱，假設NO分子中化學鍵的鍵能為E(NO),則有ΔH=946 kJ·mol－1+497 kJ·mol－1-2E(NO)= +180.0 kJ·mol－1，可得E(NO)= 631.5 kJ·mol－1；

(4)根據圖示CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol－1（為反應①）

N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·mol－1（為反應②）；

將（反應①×2-反應②）可得NO和CO的反應方程式，則ΔH =-283.0 kJ·mol－1×2-

(+180.0 kJ·mol－1)= －746.0 kJ·mol－1,，則CO和NO反應的熱化學方程式為2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)　　ΔH=－746.0 kJ·mol－1。