Question

能源危機當前是一個全球性問題，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       (填字母)。

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，在氧氣充足時充分燃燒生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示。

 

 (a)在通常狀況下,金剛石和石墨相比較,       (填”金剛石”或”石墨”)更穩定，石墨的燃燒熱為               。

(b)12 g石墨在一定量空氣中燃燒,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)=== 2 NO (g)  H=+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，請寫出用CO除去NO的熱化學方程式：               。

 

Answer 1

【答案】

(1)acd         (2)石墨  -393.5 kJ ▪ mol^-1  252.0 kJ          (3)631.5

(4)2NO(g)+2CO(g)=== N₂(g)+ 2CO₂ (g)  △H=－746.0 kJ ▪ mol^-1

【解析】（1）煤、石油、天然氣都是化石燃料，是不可再生的，所以大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求是錯誤的，不可取的，其余都是正確的，答案選acd。

（2）（a）根據圖像可知，金剛石的總能量大于石墨的，所以石墨比金剛石穩定。燃燒熱是在一定條件下，1mol可燃物完燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，所以根據圖像可以看出石墨的燃燒熱是110.5kJ/mol＋283.0kJ/mol＝393.5kJ/mol。

（b）12g石墨完全生成CO₂，質量是44g，完全生成CO是28g，所以36g氣體是混合氣。設CO₂和CO的物質的量分別是x和y，則x＋y＝1mol、44x＋28y＝36g，解得x＝y＝0.5mol，所以實際放出的熱量是0.5mol×（110.5kJ/mol＋393.5kJ/mol）＝252.0kJ。

（3）反應熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，所以946kJ/mol＋497kJ/mol－2x＝＋180.0kJ/mol，解得x＝631.5kJ/mol，即NO分子中化學鍵的鍵能為631.5kJ/mol。

（4）根據圖像可知①2CO(g)＋O₂ (g)=== 2CO₂ (g)  △H=－566kJ/mol，又因為②N₂ (g)+ O₂ (g)=== 2 NO (g)  H=+180.0 kJ ▪ mol^-1，所以根據蓋斯定律可知，①－②即得到2NO(g)+2CO(g)=== N₂(g)+ 2CO₂ (g)，所以反應熱△H=－566kJ/mol－180kJ/mol＝－746.0 kJ ▪ mol^-1。