第1章第1节反应热第2课时作业2021-2022学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1有答案
文档属性
| 名称 | 第1章第1节反应热第2课时作业2021-2022学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1有答案 |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 45.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-01-07 00:00:00 | ||
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文档简介
第2课时 热化学方程式 燃烧热
基础巩固
1.已知热化学方程式:
H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
下列表述正确的是( )。
A.表示的是同一个吸热反应
B.a、b和c均为正值
C.a=b
D.2b=c
2.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
3.下列各组物质的燃烧热相等的是( )。
A.石墨和一氧化碳
B.1 mol H2(g)和3 mol H2(g)
C.3 mol乙炔(C2H2)和1 mol苯(C6H6)
D.淀粉和纤维素
4.已知C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1;CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1。若36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占总体积的,其余气体为CO2,则与36 g碳完全燃烧相比,损失的热量是( )。
A.172.5 kJ
B.1 149 kJ
C.283 kJ
D.566 kJ
5.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出b kJ热量。则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )。
A.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2b kJ·mol-1
B.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-4b kJ·mol-1
C.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-4b kJ·mol-1
D.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+4b kJ·mol-1
6.已知热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-Q1 kJ·mol-1
②2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l)
ΔH=-Q2 kJ·mol-1
③2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g)
ΔH=-Q3 kJ·mol-1
则Q1、Q2、Q3三者大小关系正确的是( )。
A.Q1>Q2>Q3
B.Q1>Q3>Q2
C.Q3>Q2>Q1
D.Q2>Q1>Q3
7.下列各组反应中,ΔH1<ΔH2的是( )。
A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2
B.C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g) ΔH2
C.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2
D.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH2
8.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应H2(g)+O2(g)H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1(计算结果保留到小数点后1位,下同),氢气的燃烧热为 kJ·mol-1。
9.已知氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1、1 366.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1。相同质量的四种物质分别完全燃烧时,放出的热量由多到少的顺序为 。
10.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)适量的N2(g)与O2(g)完全反应,每生成23 g NO2(g)吸收16.6 kJ热量。
(2)18 g C6H12O6(葡萄糖,s)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和液态水,放出280.0 kJ热量。
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2(s)和液态水。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。
能力提升
1.在25 ℃和101 kPa条件下,充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为Q kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀。写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式。
2.在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的热化学方程式为
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
5 mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放出的热量为3 847 kJ,则氢气和丙烷的体积比是多少
3.(1)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
试比较相同物质的量的C3H8和CO燃烧,产生的热量比值约为 。
(2)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值约为 。
(3)氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有的优点是 。
4.工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1∶1。
已知:①CO(g)、H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1;
②18 g H2O由气态变为液态,放出的热量为44 kJ。
(1)写出H2完全燃烧生成气态水的热化学方程式: 。
(2)忽略水煤气中其他成分,常温常压下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为 ;燃烧生成的CO2的质量之比约为 。
3 mol水煤气中含有1.5 mol CO,燃烧生成1.5 mol CO2;1 mol甲烷燃烧生成1 mol CO2,所以燃烧生成的CO2质量之比即物质的量之比:。
基础巩固
1.已知热化学方程式:
H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
下列表述正确的是( )。
A.表示的是同一个吸热反应
B.a、b和c均为正值
C.a=b
D.2b=c
答案:D
解析:氢气与氧气的反应是放热反应,a、b和c均为负值;生成1 mol H2O(g)和1 mol H2O(l)放出的热量不同,所以选项A、B、C都不对。生成H2O(l)的物质的量与反应放出的热量成正比,则2b=c,D项正确。
2.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
答案:B
解析:根据题意,在25 ℃和101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量,是该物质的燃烧热。A中水为气态,C中CO为2 mol,D中C元素未完全燃烧生成CO2,故B正确。
3.下列各组物质的燃烧热相等的是( )。
A.石墨和一氧化碳
B.1 mol H2(g)和3 mol H2(g)
C.3 mol乙炔(C2H2)和1 mol苯(C6H6)
D.淀粉和纤维素
答案:B
解析:燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量来定义的,只与物质的种类有关,与其物质的量无关。只有B项正确。
4.已知C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1;CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1。若36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占总体积的,其余气体为CO2,则与36 g碳完全燃烧相比,损失的热量是( )。
A.172.5 kJ
B.1 149 kJ
C.283 kJ
D.566 kJ
答案:C
解析:36 g碳的物质的量为3 mol,燃烧所得气体中有1 mol CO(g)。损失的热量就是CO(g)完全燃烧放出的热量,1 mol CO(g)完全燃烧放出283 kJ热量,所以损失的热量为283 kJ。
5.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出b kJ热量。则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )。
A.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2b kJ·mol-1
B.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-4b kJ·mol-1
C.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-4b kJ·mol-1
D.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+4b kJ·mol-1
答案:C
解析:生成1 mol二氧化碳气体,放出b kJ热量,则生成4 mol二氧化碳气体,应放出4b kJ热量,即ΔH=-4b kJ·mol-1,A项错误,C项正确;B项中产物水的状态错误;乙炔燃烧放热,D项中ΔH为“+”,错误。
6.已知热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-Q1 kJ·mol-1
②2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l)
ΔH=-Q2 kJ·mol-1
③2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g)
ΔH=-Q3 kJ·mol-1
则Q1、Q2、Q3三者大小关系正确的是( )。
A.Q1>Q2>Q3
B.Q1>Q3>Q2
C.Q3>Q2>Q1
D.Q2>Q1>Q3
答案:A
解析:Q1、Q2、Q3都是正值,表示放出的热量。①是H2S(g)完全燃烧,且生成H2O(l), 放出的热量最多。②和③表示H2S(g)不完全燃烧,放出的热量少,其中③生成H2O(g), 放出的热量最少。
7.下列各组反应中,ΔH1<ΔH2的是( )。
A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2
B.C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g) ΔH2
C.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2
D.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH2
答案:A
解析:A项中氢气完全燃烧生成液态水时放热多,所以ΔH1<ΔH2;B项中石墨比金刚石稳定,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,即ΔH2<ΔH1;C项中碳完全燃烧生成CO2时放热多,即ΔH2<ΔH1;D项中气态S完全燃烧时放热多,即ΔH2<ΔH1。
8.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应H2(g)+O2(g)H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1(计算结果保留到小数点后1位,下同),氢气的燃烧热为 kJ·mol-1。
答案:-285.8 285.8
解析:1 mol H2(g)完全燃烧生成1 mol H2O(l)时放出的热量为×483.6 kJ+18×2.444 kJ≈285.8 kJ,氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1。
9.已知氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1、1 366.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1。相同质量的四种物质分别完全燃烧时,放出的热量由多到少的顺序为 。
答案:氢气>甲烷>乙醇>一氧化碳
解析:假设四种物质的质量都为1 g,则分别完全燃烧时,氢气放出的热量为=142.9 kJ,一氧化碳放出的热量为≈10.1 kJ,乙醇放出的热量为≈29.7 kJ,甲烷放出的热量为≈55.6 kJ。放出热量由多到少的顺序为氢气>甲烷>乙醇>一氧化碳。
10.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)适量的N2(g)与O2(g)完全反应,每生成23 g NO2(g)吸收16.6 kJ热量。
(2)18 g C6H12O6(葡萄糖,s)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和液态水,放出280.0 kJ热量。
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2(s)和液态水。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。
答案:(1)N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+66.4 kJ·mol-1
(2)C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)
ΔH=-2 800 kJ·mol-1
(3)SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(l)
ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1
解析:根据各小题中给出的信息,按热化学方程式的书写要求和注意事项等进行书写。
能力提升
1.在25 ℃和101 kPa条件下,充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为Q kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀。写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式。
答案:C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-16Q kJ·mol-1
解析:CO2通入澄清石灰水中产生25 g白色沉淀,n(CO2)=0.25 mol,则n(C4H10)= mol,1 mol丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量16Q kJ。
2.在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的热化学方程式为
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
5 mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放出的热量为3 847 kJ,则氢气和丙烷的体积比是多少
答案:3∶1
解析:设H2、C3H8的物质的量分别为x、y。则有:
解得
V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3.75 mol∶1.25 mol=3∶1。
3.(1)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
试比较相同物质的量的C3H8和CO燃烧,产生的热量比值约为 。
(2)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值约为 。
(3)氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有的优点是 。
答案:(1)39∶5
(2)14∶5
(3)来源丰富,燃烧产物无污染等
解析:同物质的量的C3H8和CO燃烧,产生的热量比值为≈39∶5。
4.工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1∶1。
已知:①CO(g)、H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1;
②18 g H2O由气态变为液态,放出的热量为44 kJ。
(1)写出H2完全燃烧生成气态水的热化学方程式: 。
(2)忽略水煤气中其他成分,常温常压下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为 ;燃烧生成的CO2的质量之比约为 。
答案:(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
(2)3∶1 3∶2
解析:(1)1 mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,1 mol H2O(g)变为1 mol H2O(l)放出44 kJ热量,则1 mol H2完全燃烧生成气态水放出241.8 kJ热量,所以2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1。(2)常温常压下1 mol CH4完全燃烧放出890.3 kJ热量,1 mol水煤气中CO和H2的物质的量各为0.5 mol,完全燃烧放出热量×(283.0 kJ+285.8 kJ)=284.4 kJ,所以得到相等的热量时所需水煤气与甲烷的物质的量之比即体积比为≈3∶1。
3 mol水煤气中含有1.5 mol CO,燃烧生成1.5 mol CO2;1 mol甲烷燃烧生成1 mol CO2,所以燃烧生成的CO2质量之比即物质的量之比:。
3
基础巩固
1.已知热化学方程式:
H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
下列表述正确的是( )。
A.表示的是同一个吸热反应
B.a、b和c均为正值
C.a=b
D.2b=c
2.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
3.下列各组物质的燃烧热相等的是( )。
A.石墨和一氧化碳
B.1 mol H2(g)和3 mol H2(g)
C.3 mol乙炔(C2H2)和1 mol苯(C6H6)
D.淀粉和纤维素
4.已知C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1;CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1。若36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占总体积的,其余气体为CO2,则与36 g碳完全燃烧相比,损失的热量是( )。
A.172.5 kJ
B.1 149 kJ
C.283 kJ
D.566 kJ
5.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出b kJ热量。则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )。
A.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2b kJ·mol-1
B.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-4b kJ·mol-1
C.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-4b kJ·mol-1
D.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+4b kJ·mol-1
6.已知热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-Q1 kJ·mol-1
②2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l)
ΔH=-Q2 kJ·mol-1
③2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g)
ΔH=-Q3 kJ·mol-1
则Q1、Q2、Q3三者大小关系正确的是( )。
A.Q1>Q2>Q3
B.Q1>Q3>Q2
C.Q3>Q2>Q1
D.Q2>Q1>Q3
7.下列各组反应中,ΔH1<ΔH2的是( )。
A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2
B.C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g) ΔH2
C.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2
D.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH2
8.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应H2(g)+O2(g)H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1(计算结果保留到小数点后1位,下同),氢气的燃烧热为 kJ·mol-1。
9.已知氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1、1 366.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1。相同质量的四种物质分别完全燃烧时,放出的热量由多到少的顺序为 。
10.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)适量的N2(g)与O2(g)完全反应,每生成23 g NO2(g)吸收16.6 kJ热量。
(2)18 g C6H12O6(葡萄糖,s)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和液态水,放出280.0 kJ热量。
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2(s)和液态水。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。
能力提升
1.在25 ℃和101 kPa条件下,充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为Q kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀。写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式。
2.在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的热化学方程式为
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
5 mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放出的热量为3 847 kJ,则氢气和丙烷的体积比是多少
3.(1)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
试比较相同物质的量的C3H8和CO燃烧,产生的热量比值约为 。
(2)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值约为 。
(3)氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有的优点是 。
4.工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1∶1。
已知:①CO(g)、H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1;
②18 g H2O由气态变为液态,放出的热量为44 kJ。
(1)写出H2完全燃烧生成气态水的热化学方程式: 。
(2)忽略水煤气中其他成分,常温常压下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为 ;燃烧生成的CO2的质量之比约为 。
3 mol水煤气中含有1.5 mol CO,燃烧生成1.5 mol CO2;1 mol甲烷燃烧生成1 mol CO2,所以燃烧生成的CO2质量之比即物质的量之比:。
基础巩固
1.已知热化学方程式:
H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
下列表述正确的是( )。
A.表示的是同一个吸热反应
B.a、b和c均为正值
C.a=b
D.2b=c
答案:D
解析:氢气与氧气的反应是放热反应,a、b和c均为负值;生成1 mol H2O(g)和1 mol H2O(l)放出的热量不同,所以选项A、B、C都不对。生成H2O(l)的物质的量与反应放出的热量成正比,则2b=c,D项正确。
2.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
答案:B
解析:根据题意,在25 ℃和101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量,是该物质的燃烧热。A中水为气态,C中CO为2 mol,D中C元素未完全燃烧生成CO2,故B正确。
3.下列各组物质的燃烧热相等的是( )。
A.石墨和一氧化碳
B.1 mol H2(g)和3 mol H2(g)
C.3 mol乙炔(C2H2)和1 mol苯(C6H6)
D.淀粉和纤维素
答案:B
解析:燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量来定义的,只与物质的种类有关,与其物质的量无关。只有B项正确。
4.已知C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1;CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1。若36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占总体积的,其余气体为CO2,则与36 g碳完全燃烧相比,损失的热量是( )。
A.172.5 kJ
B.1 149 kJ
C.283 kJ
D.566 kJ
答案:C
解析:36 g碳的物质的量为3 mol,燃烧所得气体中有1 mol CO(g)。损失的热量就是CO(g)完全燃烧放出的热量,1 mol CO(g)完全燃烧放出283 kJ热量,所以损失的热量为283 kJ。
5.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出b kJ热量。则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )。
A.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2b kJ·mol-1
B.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-4b kJ·mol-1
C.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-4b kJ·mol-1
D.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+4b kJ·mol-1
答案:C
解析:生成1 mol二氧化碳气体,放出b kJ热量,则生成4 mol二氧化碳气体,应放出4b kJ热量,即ΔH=-4b kJ·mol-1,A项错误,C项正确;B项中产物水的状态错误;乙炔燃烧放热,D项中ΔH为“+”,错误。
6.已知热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-Q1 kJ·mol-1
②2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l)
ΔH=-Q2 kJ·mol-1
③2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g)
ΔH=-Q3 kJ·mol-1
则Q1、Q2、Q3三者大小关系正确的是( )。
A.Q1>Q2>Q3
B.Q1>Q3>Q2
C.Q3>Q2>Q1
D.Q2>Q1>Q3
答案:A
解析:Q1、Q2、Q3都是正值,表示放出的热量。①是H2S(g)完全燃烧,且生成H2O(l), 放出的热量最多。②和③表示H2S(g)不完全燃烧,放出的热量少,其中③生成H2O(g), 放出的热量最少。
7.下列各组反应中,ΔH1<ΔH2的是( )。
A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2
B.C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g) ΔH2
C.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2
D.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH2
答案:A
解析:A项中氢气完全燃烧生成液态水时放热多,所以ΔH1<ΔH2;B项中石墨比金刚石稳定,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,即ΔH2<ΔH1;C项中碳完全燃烧生成CO2时放热多,即ΔH2<ΔH1;D项中气态S完全燃烧时放热多,即ΔH2<ΔH1。
8.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应H2(g)+O2(g)H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1(计算结果保留到小数点后1位,下同),氢气的燃烧热为 kJ·mol-1。
答案:-285.8 285.8
解析:1 mol H2(g)完全燃烧生成1 mol H2O(l)时放出的热量为×483.6 kJ+18×2.444 kJ≈285.8 kJ,氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1。
9.已知氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1、1 366.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1。相同质量的四种物质分别完全燃烧时,放出的热量由多到少的顺序为 。
答案:氢气>甲烷>乙醇>一氧化碳
解析:假设四种物质的质量都为1 g,则分别完全燃烧时,氢气放出的热量为=142.9 kJ,一氧化碳放出的热量为≈10.1 kJ,乙醇放出的热量为≈29.7 kJ,甲烷放出的热量为≈55.6 kJ。放出热量由多到少的顺序为氢气>甲烷>乙醇>一氧化碳。
10.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)适量的N2(g)与O2(g)完全反应,每生成23 g NO2(g)吸收16.6 kJ热量。
(2)18 g C6H12O6(葡萄糖,s)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和液态水,放出280.0 kJ热量。
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2(s)和液态水。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。
答案:(1)N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+66.4 kJ·mol-1
(2)C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)
ΔH=-2 800 kJ·mol-1
(3)SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(l)
ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1
解析:根据各小题中给出的信息,按热化学方程式的书写要求和注意事项等进行书写。
能力提升
1.在25 ℃和101 kPa条件下,充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为Q kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀。写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式。
答案:C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-16Q kJ·mol-1
解析:CO2通入澄清石灰水中产生25 g白色沉淀,n(CO2)=0.25 mol,则n(C4H10)= mol,1 mol丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量16Q kJ。
2.在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的热化学方程式为
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
5 mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放出的热量为3 847 kJ,则氢气和丙烷的体积比是多少
答案:3∶1
解析:设H2、C3H8的物质的量分别为x、y。则有:
解得
V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3.75 mol∶1.25 mol=3∶1。
3.(1)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
试比较相同物质的量的C3H8和CO燃烧,产生的热量比值约为 。
(2)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值约为 。
(3)氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有的优点是 。
答案:(1)39∶5
(2)14∶5
(3)来源丰富,燃烧产物无污染等
解析:同物质的量的C3H8和CO燃烧,产生的热量比值为≈39∶5。
4.工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1∶1。
已知:①CO(g)、H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1;
②18 g H2O由气态变为液态,放出的热量为44 kJ。
(1)写出H2完全燃烧生成气态水的热化学方程式: 。
(2)忽略水煤气中其他成分,常温常压下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为 ;燃烧生成的CO2的质量之比约为 。
答案:(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
(2)3∶1 3∶2
解析:(1)1 mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,1 mol H2O(g)变为1 mol H2O(l)放出44 kJ热量,则1 mol H2完全燃烧生成气态水放出241.8 kJ热量,所以2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1。(2)常温常压下1 mol CH4完全燃烧放出890.3 kJ热量,1 mol水煤气中CO和H2的物质的量各为0.5 mol,完全燃烧放出热量×(283.0 kJ+285.8 kJ)=284.4 kJ,所以得到相等的热量时所需水煤气与甲烷的物质的量之比即体积比为≈3∶1。
3 mol水煤气中含有1.5 mol CO,燃烧生成1.5 mol CO2;1 mol甲烷燃烧生成1 mol CO2,所以燃烧生成的CO2质量之比即物质的量之比:。
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