课时训练3燃烧热能源
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课时训练3 燃烧热 能源
1.温家宝总理在全国人大会议上所作的“政府工作报告”中指出:“抓好资源节约,建设环境友好型社会”,这是我国社会及经济长期发展的重要保证。你认为下列行为有悖于这一理念的是( )。
A.开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
B.将煤进行气化处理,提高煤的综合利用效率
C.研究采煤、采油新技术,尽量提高产量以满足工业生产的快速发展
D.实现资源的“3R”利用观,即:减少资源消耗(Reduce)、增加资源的重复使用(Reuse)、资源的循环再生(Recycle)
解析:煤、石油等化石燃料是不可再生的资源,应该减少使用,故C项错误。
答案:C
2.关于能源,以下说法中不正确的是( )。
A.煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源
B.煤、石油、水煤气可从自然界直接获取,属一级能源
C.太阳能是一级能源、新能源、可再生能源
D.潮汐能来源于月球引力做功
解析:煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限,不可再生,最终将会枯竭,A正确;煤、石油等可从自然界直接获取,属一级能源,但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温下反应制取,属二级能源,B错误;太阳能既是一级能源、新能源,还是可再生能源,C正确;潮汐能来自于月球引力,D正确。
答案:B
3.下列各组物质的燃烧热相等的是( )。
A.碳和二氧化碳
B.1 mol碳和3 mol碳
C.3 mol乙炔和1 mol苯
D.淀粉和纤维素
解析:燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,故B正确。D中淀粉和纤维素都可以表示为(C6H10O5)n,但n不同,燃烧热不同。
答案:B
4.下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是( )。
A.NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
D.CH3CH2OH(l)+O2(g)CH3CHO(l)+H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1
解析:根据燃烧热的定义:在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,叫该物质的燃烧热。A中水为气态,C中CO为2 mol,D中C元素完全燃烧生成CO2,故B正确。
答案:B
5.甲烷是一种高效清洁的新能源,0.25 mol CH4完全燃烧生成液态水时放出222.5 kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是( )。
A.2CH4(g)+4O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
D.2CH4(g)+4O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
解析:甲烷燃烧为放热反应,所以A、B错。注意ΔH与方程式中甲烷的物质的量相对应。
答案:C
6.下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )。
A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ·mol-1(中和热)
C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-269.8 kJ·mol-1(反应热)
D.2NO2O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1(反应热)
解析:A项燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态必须为液态,A项错误;中和反应是放热反应,ΔH应小于0,B项错误;热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态,D项错误;C项正确。
答案:C
7.已知:
①25 ℃、101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
又已知弱电解质电离吸热。下列结论正确的是( )。
A.C的燃烧热大于110.5 kJ·mol-1
B.①的反应热为221 kJ·mol-1
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3 kJ·mol-1
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol 水,放出57.3 kJ热量
解析:①的反应热为-221 kJ·mol-1;稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol-1;稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ。
答案:A
8.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )。
A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
B.反应①中的能量变化如上图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1
解析:反应②中H2(g)不是稳定的氧化物,A项不正确;反应①为吸热反应,而图示反应为放热反应,B项不正确;据题给反应①、②可知,CH3OH转变成H2的过程可以吸收能量,也可以放出能量,C项不正确;由于CH3OH在气态时比在液态时能量高,可知等量CH3OH(l)比CH3OH(g)反应时放出热量少,即D项正确。
答案:D
9.已知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1
②H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH2=-Q2
③H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH3=-Q3,常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已折合成标准状况),经完全燃烧恢复到常温,放出的热量是( )。
A.0.4Q1+0.05Q2
B.0.4Q1+0.1Q2
C.0.4Q1+0.05Q3
D.0.4Q1+0.1Q3
解析:标准状况下,11.2 L混合气体中,n(CH4)=×0.5 mol=0.4 mol,则n(H2)=0.1 mol,由于完全燃烧恢复到室温时,水为液体,因此H2燃烧放出的热量应按③进行计算,结果为0.4Q1+0.1Q3。
答案:D
10.(2011·浙江理综,12改编)实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJ·mol-1、3 747 kJ·mol-1和3 265 kJ·mol-1,写出这三种物质燃烧时燃烧热的热化学方程式。
(1)环己烷: 。
(2)环己烯: 。
(3)苯: 。
解析:本题主要考查燃烧热的概念及燃烧热的热化学方程式书写注意的事项,如水的状态为液态,CCO2(g)等。
答案:(1)C6H12(l)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-3 916 kJ·mol-1
(2)C6H10(l)+O2(g)6CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-3 747 kJ·mol-1
(3)C6H6(l)+O2(g)6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3 265 kJ·mol-1
11.有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的广泛重视。
(1)天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便,将成为我国西部开发的重点之一。天然气常和石油伴生,其主要成分是 。
(2)1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,可乘坐12人,以50 km·h-1的速度行驶了40 km。为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发又较经济的制氢方法是 (填编号)。
①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水
其次,制得纯氢气后还需要解决的问题是 。
解析:(1)天然气的主要成分是CH4。
(2)制取廉价的氢气时,使用的能源一定要廉价,则应是太阳能。选项①要耗去大量的电能,不可取。选项②要耗去大量的酸和锌,不能达到廉价的目的。在实际使用时,由于氢气难于液化,所以要考虑贮存的问题;又因为氢气易燃、易爆,必须考虑输送时的安全问题。
答案:(1)甲烷
(2)③ 氢气的贮存和运输
12.“氢能”将是未来最理想的新能源。
(1)实验测得,1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为( )。
A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-142.9 kJ·mol-1
B.H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
(2)根据“绿色化学”的思想,为了制备H2,某化学家设计了下列反应步骤:
①CaBr2+H2OCaO+2HBr
②2HBr+HgHgBr2+H2
③HgBr2+CaOHgO+CaBr2
④2HgO2Hg+O2↑
你认为该方法的主要缺点是 。
(3)利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程,其中用了过量的碘。
请写出反应①的化学方程式: 。
此法制取氢气最大的优点是 。
(4)有人认为目前利用氢气作为能源不太现实。请问你认为是否现实 (填“不现实”或“现实”),说明能够支持你的观点的两点理由: ;
。
解析:(1)由水的状态不正确排除D选项,1 mol氢气燃烧生成液态水时放出285.8 kJ热量,2 mol氢气燃烧生成液态水时放出571.6 kJ热量,A错误,B、C正确。
(2)该过程中所涉及的四个反应均需要在加热条件下进行,消耗燃料;另外金属汞易挥发,而汞蒸气有毒。
(3)依据图示可知反应①的反应物是SO2、H2O、I2,生成物中含H2SO4,可见由SO2H2SO4过程中,硫的化合价升高,则可推知碘的化合价降低,生成HI,据此写出化学方程式:SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4。
该制取方法除生成氢气和氧气外,没有其他物质排出,且SO2和I2可循环使用。
(4)本问属于开放性问题,无论选择现实还是不现实, 要充分考虑支持此观点的理由。
答案:(1)BC
(2)循环过程需要很高的能量,且使用重金属汞,会产生污染
(3)SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4 SO2和I2可循环使用,无污染
(4)不现实 现有的制取氢气方法耗能大,成本太高 氢气的熔沸点太低,给储存和运输带来困难(或:现实 制取氢气用水为原料,来源丰富 氢气燃烧的产物是水,不会给环境带来任何污染)
1.温家宝总理在全国人大会议上所作的“政府工作报告”中指出:“抓好资源节约,建设环境友好型社会”,这是我国社会及经济长期发展的重要保证。你认为下列行为有悖于这一理念的是( )。
A.开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
B.将煤进行气化处理,提高煤的综合利用效率
C.研究采煤、采油新技术,尽量提高产量以满足工业生产的快速发展
D.实现资源的“3R”利用观,即:减少资源消耗(Reduce)、增加资源的重复使用(Reuse)、资源的循环再生(Recycle)
解析:煤、石油等化石燃料是不可再生的资源,应该减少使用,故C项错误。
答案:C
2.关于能源,以下说法中不正确的是( )。
A.煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源
B.煤、石油、水煤气可从自然界直接获取,属一级能源
C.太阳能是一级能源、新能源、可再生能源
D.潮汐能来源于月球引力做功
解析:煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限,不可再生,最终将会枯竭,A正确;煤、石油等可从自然界直接获取,属一级能源,但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温下反应制取,属二级能源,B错误;太阳能既是一级能源、新能源,还是可再生能源,C正确;潮汐能来自于月球引力,D正确。
答案:B
3.下列各组物质的燃烧热相等的是( )。
A.碳和二氧化碳
B.1 mol碳和3 mol碳
C.3 mol乙炔和1 mol苯
D.淀粉和纤维素
解析:燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,故B正确。D中淀粉和纤维素都可以表示为(C6H10O5)n,但n不同,燃烧热不同。
答案:B
4.下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是( )。
A.NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
D.CH3CH2OH(l)+O2(g)CH3CHO(l)+H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1
解析:根据燃烧热的定义:在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,叫该物质的燃烧热。A中水为气态,C中CO为2 mol,D中C元素完全燃烧生成CO2,故B正确。
答案:B
5.甲烷是一种高效清洁的新能源,0.25 mol CH4完全燃烧生成液态水时放出222.5 kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是( )。
A.2CH4(g)+4O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
D.2CH4(g)+4O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
解析:甲烷燃烧为放热反应,所以A、B错。注意ΔH与方程式中甲烷的物质的量相对应。
答案:C
6.下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )。
A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ·mol-1(中和热)
C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-269.8 kJ·mol-1(反应热)
D.2NO2O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1(反应热)
解析:A项燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态必须为液态,A项错误;中和反应是放热反应,ΔH应小于0,B项错误;热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态,D项错误;C项正确。
答案:C
7.已知:
①25 ℃、101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
又已知弱电解质电离吸热。下列结论正确的是( )。
A.C的燃烧热大于110.5 kJ·mol-1
B.①的反应热为221 kJ·mol-1
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3 kJ·mol-1
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol 水,放出57.3 kJ热量
解析:①的反应热为-221 kJ·mol-1;稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol-1;稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ。
答案:A
8.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )。
A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
B.反应①中的能量变化如上图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1
解析:反应②中H2(g)不是稳定的氧化物,A项不正确;反应①为吸热反应,而图示反应为放热反应,B项不正确;据题给反应①、②可知,CH3OH转变成H2的过程可以吸收能量,也可以放出能量,C项不正确;由于CH3OH在气态时比在液态时能量高,可知等量CH3OH(l)比CH3OH(g)反应时放出热量少,即D项正确。
答案:D
9.已知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1
②H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH2=-Q2
③H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH3=-Q3,常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已折合成标准状况),经完全燃烧恢复到常温,放出的热量是( )。
A.0.4Q1+0.05Q2
B.0.4Q1+0.1Q2
C.0.4Q1+0.05Q3
D.0.4Q1+0.1Q3
解析:标准状况下,11.2 L混合气体中,n(CH4)=×0.5 mol=0.4 mol,则n(H2)=0.1 mol,由于完全燃烧恢复到室温时,水为液体,因此H2燃烧放出的热量应按③进行计算,结果为0.4Q1+0.1Q3。
答案:D
10.(2011·浙江理综,12改编)实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJ·mol-1、3 747 kJ·mol-1和3 265 kJ·mol-1,写出这三种物质燃烧时燃烧热的热化学方程式。
(1)环己烷: 。
(2)环己烯: 。
(3)苯: 。
解析:本题主要考查燃烧热的概念及燃烧热的热化学方程式书写注意的事项,如水的状态为液态,CCO2(g)等。
答案:(1)C6H12(l)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-3 916 kJ·mol-1
(2)C6H10(l)+O2(g)6CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-3 747 kJ·mol-1
(3)C6H6(l)+O2(g)6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3 265 kJ·mol-1
11.有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的广泛重视。
(1)天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便,将成为我国西部开发的重点之一。天然气常和石油伴生,其主要成分是 。
(2)1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,可乘坐12人,以50 km·h-1的速度行驶了40 km。为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发又较经济的制氢方法是 (填编号)。
①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水
其次,制得纯氢气后还需要解决的问题是 。
解析:(1)天然气的主要成分是CH4。
(2)制取廉价的氢气时,使用的能源一定要廉价,则应是太阳能。选项①要耗去大量的电能,不可取。选项②要耗去大量的酸和锌,不能达到廉价的目的。在实际使用时,由于氢气难于液化,所以要考虑贮存的问题;又因为氢气易燃、易爆,必须考虑输送时的安全问题。
答案:(1)甲烷
(2)③ 氢气的贮存和运输
12.“氢能”将是未来最理想的新能源。
(1)实验测得,1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为( )。
A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-142.9 kJ·mol-1
B.H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
(2)根据“绿色化学”的思想,为了制备H2,某化学家设计了下列反应步骤:
①CaBr2+H2OCaO+2HBr
②2HBr+HgHgBr2+H2
③HgBr2+CaOHgO+CaBr2
④2HgO2Hg+O2↑
你认为该方法的主要缺点是 。
(3)利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程,其中用了过量的碘。
请写出反应①的化学方程式: 。
此法制取氢气最大的优点是 。
(4)有人认为目前利用氢气作为能源不太现实。请问你认为是否现实 (填“不现实”或“现实”),说明能够支持你的观点的两点理由: ;
。
解析:(1)由水的状态不正确排除D选项,1 mol氢气燃烧生成液态水时放出285.8 kJ热量,2 mol氢气燃烧生成液态水时放出571.6 kJ热量,A错误,B、C正确。
(2)该过程中所涉及的四个反应均需要在加热条件下进行,消耗燃料;另外金属汞易挥发,而汞蒸气有毒。
(3)依据图示可知反应①的反应物是SO2、H2O、I2,生成物中含H2SO4,可见由SO2H2SO4过程中,硫的化合价升高,则可推知碘的化合价降低,生成HI,据此写出化学方程式:SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4。
该制取方法除生成氢气和氧气外,没有其他物质排出,且SO2和I2可循环使用。
(4)本问属于开放性问题,无论选择现实还是不现实, 要充分考虑支持此观点的理由。
答案:(1)BC
(2)循环过程需要很高的能量,且使用重金属汞,会产生污染
(3)SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4 SO2和I2可循环使用,无污染
(4)不现实 现有的制取氢气方法耗能大,成本太高 氢气的熔沸点太低,给储存和运输带来困难(或:现实 制取氢气用水为原料,来源丰富 氢气燃烧的产物是水,不会给环境带来任何污染)