Question

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

（1）近年我國努力調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)新能源。下列物質(zhì)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(yè)制氫有多種渠道：

①其中一個(gè)重要反應(yīng)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(huán)制氫”的原理如圖所示。寫出該流程制氫的總反應(yīng)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(gè)反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)，則H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH____0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

（3）工業(yè)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(yīng)中某些物質(zhì)分子里的化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)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(jù)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(huán)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(chǎn)物，該流程制氫的總反應(yīng)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(gè)反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)，由于均是熵減的反應(yīng)，則ΔH1＜0，ΔH2＜0。H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH2＜0。

（3）依據(jù)反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的總能量和形成化學(xué)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。