Question

近幾十年來(lái)，對(duì)以氫能源作為未來(lái)動(dòng)力燃料的研究獲得了迅速發(fā)展．像電一樣，氫是一種需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量來(lái)制取的所謂“二級(jí)能源”，而存在于自然界的可以提供現(xiàn)成形式能量的能源稱(chēng)為一級(jí)能源，如煤、石油、太陽(yáng)能和原子能等．
（1）為了有效發(fā)展民用氫能源，首先必須制得廉價(jià)的氫氣，下列可供開(kāi)發(fā)又較經(jīng)濟(jì)且資源可持續(xù)利用的制氫氣的方法是

 

A．電解水               
B．鋅和稀硫酸反應(yīng)
C．光解海水             
D．以石油、天然氣為原料
（2）燃燒氫氣時(shí)耗氧量小，發(fā)熱量大．已知4克H₂燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為571.6kJ，試寫(xiě)出表示H₂燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：

 

．
（3）碳燃燒的熱化學(xué)方程式為：C（g）+O₂（g）=CO₂ （g）；△H=-393.5kJ/mol
試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明等質(zhì)量的氫氣和碳燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量的比是

 

．
（4）化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過(guò)程．化學(xué)鍵的鍵能是形成（或拆開(kāi)）1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放（或吸收）的能量．已知：N≡N鍵的鍵能是948.9kJ?mol^-1，H-H鍵的鍵能是436.0kJ?mol^-1．由N₂和H₂合成1molNH₃時(shí)可放出46.2kJ的熱量．N-H鍵的鍵能是

 

．
（5）蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義．有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得，但可通過(guò)間接的方法測(cè)定．現(xiàn)根據(jù)下列3個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ?mol^-1
3Fe₂O₃（s）+CO（g）═2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ?mol^-1
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ?mol^-1
寫(xiě)出CO氣體還原FeO固體得到Fe 固體和CO₂氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,熱化學(xué)方程式,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：（1）開(kāi)發(fā)較經(jīng)濟(jì)且資源可持續(xù)利用的制氫氣方法要從能源消耗分析；
（2）氫氣的燃燒熱是285.8kJ?mol^-1，則2mol氫氣完全燃燒放出的熱量是571.6 kJ；
（3）根據(jù)熱化學(xué)方程式的意義求出1克物質(zhì)燃燒放出的熱量，然后求出比值；
（4）由△H=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能解答；
（5）根據(jù)蓋斯定律將三個(gè)化學(xué)方程式進(jìn)行處理．

解答： 解：（1）A．電解水需要大量的電能，不符合廉價(jià)的要求，故A錯(cuò)誤；
B．鋅和稀硫酸反應(yīng)，消耗大量的鋅和硫酸，不符合廉價(jià)的要求，故B錯(cuò)誤；
C．光解海水，可充分利用光能，廉價(jià)而又低碳，符合要求，故C正確；
D．石油、天然氣不是可持續(xù)能源，故D錯(cuò)誤；
故選C；
（2）已知4克H₂燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱為571.6kJ，則1mol氫氣完全燃燒放出的熱量是285.8 kJ，所以熱化學(xué)反應(yīng)方程式為H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ?mol^-1，故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ?mol^-1；
（3）由C（g）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1可知1克碳完全燃燒放出熱量為

393.5kJ

12

，由H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ?mol^-1；
可知1克氫氣完全燃燒放出熱量為

285.8

2

，等質(zhì)量的氫氣和碳燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量的比是

285.8 2

393.5 12

=4.36：1；
故答案為：4.36：1；
（4）據(jù)題意，0.5mol氮?dú)夂?.5mol氫氣反應(yīng)生成1mol氨氣時(shí)放出46.2KJ的熱量，又△H=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能，
1mol氨氣中有3molN-H鍵，設(shè)其鍵能為x，則有0.5×948.9+1.5×436.0-3x=-46.2，
可解得x=391.6，所以N-H鍵的鍵能為391.6kJ/mol，
故答案為：391.6 kJ?mol^-1；
（5）Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-24.8kJ/mol      ①
    3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-47.2kJ/mol    ②
   Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+640.5kJ/mol       ③
①×3-②-③×2得
 6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（s）+6CO₂（g）△H=（-24.8kJ/mol）×3-（-47.2kJ/mol）-（+640.5kJ/mol）×2=-1308.0kJ/mol，
即 CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol，
故答案為：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)以及反應(yīng)熱的計(jì)算，題目難度不大，注意蓋斯定律的應(yīng)用．