【正文】
Δ H =- Q1 k J/ m ol 4F e (s ) + 3O2(g ) == = 2F e2O3(s ) Δ H =- Q2 k J/ m ol ③ 2H2(g)+ O2(g)===2H2O(g) ΔH=- Q1 kJ/ mol 2H2(g)+ O2(g)===2H2O(l) ΔH=- Q2 kJ/mol A. ① B. ②③ C. ①③ D. ② 解析: 選 D。分步進(jìn)行的放熱反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行程度越深,放出的熱量越多,即炭燃燒生成CO2時(shí)放熱多, Q1Q2; ② 中兩式相減得 4Al(s)+ 2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)+ 4Fe(s) ΔH=-(Q1- Q2)kJ/mol0(鋁熱反應(yīng)很強(qiáng)烈,是典型的放熱反應(yīng) ),故 Q1Q2;水蒸氣變成液態(tài)水要放出熱量,故 H2燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱多,Q1Q2。 探究整合應(yīng)用 新能源的寵兒 —— 可燃冰 有專家預(yù)測(cè),可燃冰至少能為人類提供 1000年的能源,將來(lái)它有望替代煤、石油和天然氣,成為 “ 21世紀(jì)的新能源 ” 。 可燃冰是 1983年被發(fā)現(xiàn)的,這種可用火柴點(diǎn)燃,能像蠟燭一樣燃燒的天然氣水合物是在海底低溫、高壓下形成的外形與冰相似的結(jié) 晶體 。 由于含有大量的甲烷可燃性氣體 , 可燃冰極易燃燒 , 而且燃燒造成的污染較少 。世界上可燃冰的總儲(chǔ)量非常大 , 據(jù)估算 , 其有機(jī)碳含量大約相當(dāng)于全世界已知煤炭 、 石油和天然氣總量的 2倍 。 這些可燃冰資源可滿足人類未來(lái) 1000年的需要 。 世界上已發(fā)現(xiàn)的可燃冰分布區(qū)多達(dá) 116處 , 其礦層之厚 、 規(guī)模之大 , 是常規(guī)的天然氣田無(wú)法比擬的 。 天然可燃冰呈固態(tài),不會(huì)像石油開(kāi)采那樣自噴流出。為了獲取這種清潔能源,世界上許多國(guó)家都在研究天然可燃冰的開(kāi)采方法??茖W(xué)家們認(rèn)為,一旦開(kāi)采技術(shù)獲得突破性進(jìn)展,那么可燃冰立刻就會(huì)成為主要能源。相反,如果開(kāi)采不當(dāng),后果將是災(zāi)難性的。在導(dǎo)致全球氣候變暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大 10~20倍;而可燃冰礦藏哪怕受到最小的破壞,都 足以導(dǎo)致甲烷氣體的大量泄漏,從而引起強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)。另外,陸緣海邊的可燃冰開(kāi)采起來(lái)十分困難,一旦發(fā)生井噴事故,就會(huì)造成海嘯、海底滑坡、海水毒化等災(zāi)害。所以,可燃冰的開(kāi)發(fā)利用就像一柄 “ 雙刃劍 ” ,需要慎重對(duì)待。 可燃冰中蘊(yùn)藏著大量的甲烷,有望成為未來(lái)新能源。已知 1 mol CH4氣體完全燃燒生成 CO2氣體和液態(tài) H2O時(shí)放出的熱量為 kJ,當(dāng)它不完全燃燒生成 CO氣體和液態(tài) H2O時(shí),放出的熱量為 519 kJ。如果 1 mol CH4在 n g O2中燃燒生成 CO、 CO2氣體和液態(tài) H2O,放出 kJ熱量。 例 (1)寫(xiě)出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式。 (2)寫(xiě)出甲烷氣體不完全燃燒的熱化學(xué)方程式。 (3)計(jì)算 n的值。 【解析】 (1)1 mol CH4完全燃燒生成 CO2氣體和液態(tài)水放出的熱量就是 CH4的燃燒熱,所以表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為: CH4(g)+ 2O2(g)===CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=- kJ/mol。 (2)C H4氣體不完全燃燒的熱化學(xué)方程式寫(xiě)成下面兩種形式都可以: CH4(g) +32O2(g) == = C O (g) + 2H2O (l ) Δ H =- 519 k J/m ol ① 或 2C H4(g) + 3O2(g) == = 2C O (g ) + 4H2O ( l ) Δ H =- 1038 k J/m ol 。 (3)C H4氣體完全燃燒的熱化學(xué)方程式為: CH4(g) + 2O2(g ) == = C O2(g) + 2H2O ( l ) Δ H =- 890 . 3 k J/ m ol ② 設(shè) 1 m ol C H4中,發(fā)生反應(yīng) ① 、 ② 的 CH4的物質(zhì)的量分別為 x 、 y ,則有: ??? x + y = 1 m olx 519 k J/ m ol + y 890. 3 k J/ m ol = 731 . 25 k J 解得: x = 0 . 43 m ol , y = 0. 57 m ol 相應(yīng)消耗 O2的質(zhì)量為: (3 x /2 + 2 y ) 32 = 57 . 12 (g) 。 【 答案 】 見(jiàn)解析