Question

【題目】2015年巴黎氣候變化大會的主題之一是節能減排，開發新能源以及提高能源的利用率再次受到國際社會的高度關注。

（1）近年我國努力調整能源結構，開發新能源。下列物質中，屬于可再生能源的是____（填字母）。

A、氫能 B、天然氣 C、石油

（2）工業制氫有多種渠道：

①其中一個重要反應是：CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2(g) ΔH。

已知： C(s，石墨) + O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－394 kJ/mol

2C(s，石墨) + O2(g)=2CO(g) ΔH2＝－222 kJ/mol

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH3＝－242 kJ/mol

則ΔH＝_____kJ/mol。

②一種“金屬（M）氧化物循環制氫”的原理如圖所示。寫出該流程制氫的總反應式：____。

③氫氣可用于制備H2O2。已知：H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1、O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，這兩個反應均為自發反應，則H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH____0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

（3）工業上可通過CO(g)和H2(g)化合來制備可再生能源CH3OH(g):CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=－99 kJ·mol－l，又知該反應中某些物質分子里的化學鍵的鍵能數據如下表：

如CO中的C與O之間為叁鍵連接，則C≡O鍵的鍵能為___________kJ·mol－l。

Answer 1

【答案】A -41 2H2O2H2↑+O2↑ ＜ 1076

【解析】

（1）天然氣和石油都屬于化石燃料，是不可再生能源，屬于可再生能源的是氫能，答案為A。

（2）① C(s，石墨) + O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－394 kJ/mol a

2C(s，石墨) + O2(g)=2CO(g) ΔH2＝－222 kJ/mol b

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH3＝－242 kJ/mol c

根據蓋斯定律將a-b-c得：CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2(g)的ΔH＝-41kJ/mol。

②一種“金屬（M）氧化物循環制氫”的原理如圖所示。由流程可以看出，H2O分解生成H2和O2，其中M為催化劑，MxOy為催化劑的中間產物，該流程制氫的總反應式：2H2O2H2↑+O2↑；

③已知：H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1、O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，這兩個反應均為自發反應，由于均是熵減的反應，則ΔH1＜0，ΔH2＜0。H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH2＜0。

（3）依據反應熱等于斷鍵吸收的總能量和形成化學鍵所放出的能量的差值可知C≡O鍵的鍵能為：(413×3+343+465-2×436-99)kJ·mol－l=1076kJ·mol－l。