Question

4．CO₂是一種主要的溫室氣體，研究CO₂的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義．
（1）下列有關(guān)CO₂說法不正確額是b（填字母）
a．CO₂屬于酸性氧化物
b．CO₂是導(dǎo)致酸雨發(fā)生的主要原因
c．可用Na₂CO₃溶液捕捉（吸收）CO₂
d．使用氫能源替代化石燃料可減少CO₂排放
（2）金剛石和石墨燃燒反應(yīng)中的能量變化如圖所示．
①在通常情況下，金剛石和石墨中，石墨（填“金剛石”或“石墨”）更穩(wěn)定．
②CO的燃燒熱為283.0kJ•mol^-1．
③石墨不完全燃燒生成CO的熱化學(xué)方程式為C（s，石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ•mol^-1．
（3）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進行推算．
已知：C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=-571.6kJ•mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=-2599kJ•mol^-1
計算298K時由C（s，石墨）和H₂（g）生成1molC₂H₂（g）反應(yīng)的焓變△H=+226.7kJ•mol^-1．
（4）甲醇是一種新型的汽車動力燃料，工業(yè)上可通過CO和H₂化合來制備甲醇?xì)怏w．
已知某些化學(xué)鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學(xué)鍵	C-C	C-H	H-H	C-O	C≡O(shè)	H-O
鍵能/kJ•mol-1	348	413	436	358	1072	463

已知CO中的鍵為C≡O(shè)，則工業(yè)制備甲醇的熱化學(xué)方程式為CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g）△H=-116kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）a．能與水化合得到碳酸或能與堿反應(yīng)得到相應(yīng)的鹽與水的氧化物屬于酸性氧化物；
b．SO₂是導(dǎo)致酸雨發(fā)生的主要原因；
c．Na₂CO₃溶液能與CO₂反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉；
d．氫能源不能同時，用氫能源替代化石燃料可減少CO₂排放；
（2）①由圖可知石墨能量低于金剛石，能量越高越不穩(wěn)定；
②由圖可知1molCO完全燃燒放出的熱量為283kJ；
③1mol石墨不完全燃燒放出的熱量為110.5kJ，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式；
（3）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）△H₃=-2599kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$可得：2C（s，石墨g）+H₂ （g）=C₂H₂（g）；
（4）發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g），反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能．

解答 解：（1）a．CO₂能與水化合得到碳酸，能與堿反應(yīng)得到相應(yīng)的鹽與水，屬于酸性氧化物，故a正確；
b．正常的雨水中溶解二氧化碳，SO₂是導(dǎo)致酸雨發(fā)生的主要原因，故b錯誤；
c．Na₂CO₃溶液能與CO₂反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉，可用Na₂CO₃溶液捕捉（吸收）CO₂，故c正確；
d．氫能源不含碳元素，使用氫能源替代化石燃料可減少CO₂排放，故d正確，
故答案為：b；
（2）①由圖可知，金剛石能量高于石墨，能量越低越穩(wěn)定，所以石墨更穩(wěn)定，故答案為：石墨；
②由圖可知1molCO完全燃燒放出的熱量為283kJ，CO的燃燒熱為283.0kJ•mol^-1，故答案為：283.0；
③1mol石墨不完全燃燒放出的熱量為110.5kJ，石墨不完全燃燒生成CO的熱化學(xué)方程式為：C（s，石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ•mol^-1，
故答案為：C（s，石墨）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H₁=-110.5kJ•mol^-1；
（3）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）△H₃=-2599kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①×2+②×$\frac{1}{2}$-③×$\frac{1}{2}$可得：2C（s，石墨g）+H₂ （g）=C₂H₂（g），所以△H=2×（-393.5kJ•mol^-1）+$\frac{1}{2}$×（-571.6kJ•mol^-1）-$\frac{1}{2}$×（-2599kJ•mol^-1）=+226.7kJ•mol^-1，
故答案為：+226.7kJ•mol^-1；
（4）發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g），則△H=1072kJ/mol+2×436kJ/mol-3×413kJ/mol-358kJ/mol-463kJ/mol=-116kJ/mol，
故答案為：CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g）△H=-116kJ/mol．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)中能量變化、反應(yīng)熱計算與熱化學(xué)方程式書寫等，難度中等，掌握反應(yīng)熱常用計算方法．