Question

20．美麗中國，節約為榮．“開源節流”是應對能源危機的重要舉措．請回答下列問題：
（1）下列做法不利于能源“開源節流”的是b（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，減少煤、石油等化石燃料的使用
d．減少資源消耗，增加資源的重復使用，注重資源的循環再生
（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，充分燃燒生成二氧化碳，反應放出的熱量如圖1所示：
①在通常狀況下，石墨（填“金剛石”或“石墨”）更穩定，石墨的燃燒熱△H=-393.5kJ?mol^-1．
②又已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599.2kJ•mol^-1根據蓋斯定律及以上信息，寫出C（石墨）與H₂（g）反應生成1molC₂H₂（g）的熱化學方程式：2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g），△H=+226.7kJ•mol^-1．
（3）丙烷（C₃H₈）是一種優良的氣體燃料．試回答下列問題：
①如圖2是一定量丙烷完全燃燒生成CO₂和1mol H₂O（l）過程中的能量變化圖（圖中括號內“+”或“-”未標注），出表示丙烷燃燒熱的熱化學方程式：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol．
②二甲醚（CH₃OCH₃）是一種新型燃料，應用前景廣闊．1mol二甲醚完全燃燒生成CO₂和液態水放出1455kJ熱量．若1mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO₂和液態水共放出1645kJ熱量，則混合氣體中，丙烷和二甲醚的物質的量之比為1：3．

Answer 1

分析 （1）只要能減少化石燃料等資源的運用都屬于“開源節流”；
（2）①依據物質能量越高，物質越不穩定；依據圖象判斷石墨的燃燒熱；
②可以先根據反應物和生成物書寫化學方程式，根據蓋斯定律計算反應的焓變，最后根據熱化學方程式的書寫方法來書寫熱化學方程式；
（3）①分析圖象得到生成1mol水的焓變△H=-553.75KJ/mol，依據熱化學方程式書寫方法寫出，注意物質聚集狀態，對應量下的焓變；
②依據熱化學方程式結合混合氣體物質的量和放熱列式計算得到二甲醚和丙烷物質的量之比．

解答 解：（1）只要能減少化石燃料等資源的運用都屬于“開源節流”；
b、大力開采煤、石油和天然氣，不能減少化石燃料的運用，故錯誤；
a、c、d能減少化石燃料的運用，故正確．
故答案為：b；
（2）①圖象分析金剛石能量高于石墨，能量越低越穩定，所以說明石墨穩定，圖象分析1mol石墨完全燃燒生成1mol二氧化碳放出的熱量為393.5kJ，則石墨的燃燒熱為△H=-393.5kJ?mol^-1；
故答案為：石墨；-393.5kJ?mol^-1；
②已知：①C （s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1；
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）═4CO₂（g）+2H₂O （l）△H₂=-2599kJ•mol^-1；
2C （s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）的反應可以根據①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$得到，
所以反應焓變△H=2×（-393.5kJ•mol^-1）+（-571.6kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$-（-2599kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=+226.7kJ•mol^-1，
故答案為：2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g），△H=+226.7kJ•mol^-1；
（3）①圖象是一定量丙烷完全燃燒生成CO₂和1mol H₂O（l）過程中的能量變化圖，丙烷燃燒反應放熱△H=-553.75KJ/mol；
丙烷完全燃燒生成CO₂和1mol H₂O（l）過程中的能量變化圖，反應放熱△H=-553.75KJ/mol；則寫出的熱化學方程式為：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol，故答案為：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol；
②1mol二甲醚完全燃燒生成CO₂和液態水放出1455kJ熱量．若1mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO₂和液態水共放出1645kJ熱量，
設1mol混合氣體中二甲醚物質的量x，丙烷物質的量為1-x，C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）；△H₁=-2215.0 kJ/mol，得到丙烷燃燒放熱（1-x）2215KJ；依據條件得到：1645KJ-1455xKJ=（1-x）2215KJ，計算得到x=0.75，則混合丙烷物質的量為0.25mol，則混合氣體中丙烷和二甲醚物質的量之比=0.25：0.75=1：3，故答案為：1：3；

點評 本題考查了化學反應與能量、物質穩定性的判斷，題目難度中等，注意把握蓋斯定律的含義及其應用方法．