【精品解析】高中化学人教版 选修四 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热 能源

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名称 【精品解析】高中化学人教版 选修四 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热 能源
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科目 化学
更新时间 2019-01-23 16:00:25

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高中化学人教版 选修四 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热 能源
一、选择题
1.“优化结构、提高效益和降低消耗、保护环境”,这是我国国民经济和社会发展的基础性要求。你认为下列行为不符合这个要求的是(  )
A.将煤转化成气体燃料可以有效地减少“温室效应”的气体产生
B.加快太阳能、风能、生物质能、海洋能等清洁能源的开发利用
C.研制开发以水代替有机溶剂的化工涂料
D.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
2.下表中列出了25℃、101kPa时一些物质的燃烧热数据
已知键能:C—H键:413.4 kJ/mol、H—H键:436.0 kJ/mol。
则下列叙述正确的是(  )
物质 CH4 C2H2 H2
燃烧热/kJ/mol 890.3 1299.6 285.8
A.C≡C键能为796.0 kJ/mol
B.C—H键键长小于H—H键
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=﹣571.6 kJ/mol
D.2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H=﹣376.4 kJ/mol
3.在25℃、101kPa下,0.1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放出72.58kJ,下列热化学方程式正确的是(  )
A.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=+725.8kJ/mol
B.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1451.6kJ/mol
C.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.8kJ/mol
D.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=+1451.6kJ/mol
4.新能源的开发利用是人类社会可持续发展重要课题。下列物质属于新能源的是
A.氢气 B.煤炭 C.天然气 D.石油
5.下列有关描述中正确的是(  )
A.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g) =2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol
6.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(  )
A.若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B.若C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1,则20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
7.(2016高二下·桓台月考)下列叙述正确的是(  )
A.电能是二次能源 B.水力是二次能源
C.天然气是二次能源 D.水煤气是一次能源
8.已知25℃、101kPa下,如图所示,石墨的燃烧热为393.5kJ/
mol,金刚石的燃烧热为395.0kJ/mol.下列说法或表达正确的是
(  )
A.金刚石比石墨稳定
B.C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.5kJ/mol
C.△H1<△H2
D.如果使用催化剂,△H1和△H2都变小
9.下列关于热化学反应的描述中正确的是(  )
A.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3)kJ/mol
B.CO的标准燃烧热是△H=-283.0KJ/mol,则反应CO(g)+ O2(g)═CO2(g)的△H=﹣283.0KJ/mol
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1 mol硫燃烧生成气态三氧化硫所放出的热量是硫黄的燃烧热
10.白磷会对人体造成严重的烧伤,白磷(P4)分子结构为 。下列说法不正确的是(  )
A.白磷着火点低,在空气中可自燃
B.白磷、红磷互为同素异形体
C.31 g白磷中,含P—P键1.5 mol
D.已知P4(白磷,s)+3O2(g)=2P2O3(s)  ΔH=-Q kJ·mol-1,则白磷的燃烧热为Q kJ·mol-1
11.下列做法不利于环境保护的是(  )
A.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源
B.大力开采煤、石油和天然气,以满足人们日益增长的能源需求
C.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
D.减少资源消耗,注重资源的重复使用、资源的循环再生
12.下列热化学方程式,正确的是(  )
A.4g固体硫完全燃烧生成SO2,放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH= -296kJ/mol
B.1molN2与3molH2在某密闭容器中反应放出73kJ热量,则反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H= -73kJ/mol
C.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g) ==CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1
D.强酸强碱的中和热为- 57.3 kJ/mol:Ba(OH) 2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(S)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJ/mol
13.下列说法错误的是(  )
A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B.化石燃料在燃烧过程中产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将提高
14.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是(  )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧
C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
15.下列观点你不赞成的是(  )
A.氢气让人欢喜让人忧
B.煤为人类提供能源和化工原料的同时,也埋下了祸根
C.煤气化能提高市民的生活质量,同时也是潜伏着的无形杀手
D.水虽然是取之不尽的,但个别地区存在用水危机
16.下列关于燃烧热的说法中正确的是(  )
A.1 mol物质燃烧所放出的热量
B.常温下,可燃物燃烧放出的热量
C.在25℃、1.01×105 Pa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
17.已知1 mol燃料完全燃烧的数据分别为:(  )
燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18) 乙醇
ΔH -283.0 kJ·mol 1 -891.0 kJ·mol 1 -5461.0 kJ·mol 1 -1366.8 kJ·mol 1
使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是
A.一氧化碳 B.甲烷 C.异辛烷 D.乙醇
18.下列说法中正确的是(  )
A.1 mol CH4燃烧放出的热量就是燃烧热
B.1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热
C.1 mol H2燃烧生成水放出的热量就是H2的燃烧热
D.相同条件下,1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的热量在数值上相等
19.下列各组物质的燃烧热相等的是(  )
A.碳和一氧化碳 B.淀粉和纤维素
C.1 mol碳和3 mol碳 D.3 mol C2H2和1 mol C6H6
20.下列有关热化学方程式的叙述正确的是(  )
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ mol-1,则氢气的燃烧热为241.8kJ mol-1
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H>0,则金刚石比石墨稳定
C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应中和热的热化学方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O △H=-57.4kJ mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1,2C(s)+O2(g)="2CO(g)" △H2,则△H1<△H2
21.下列热化学方程式表达正确的是( 的绝对值均正确)(  )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=–1367.0 kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1) △H= +57.3kJ/mol(中和热)
C.S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=–269.8kJ/mol (反应热)
D.2NO2=O2+2NO △H= +116.2kJ/mol (反应热)
二、填空题
22.
(1)在101 kPa时,足量H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,H2的燃烧热为   ,表示H2燃烧热的热化学方程式为    。
(2)1.00 L 1.00 mol·L-1硫酸与2.00 L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,该反应的中和热为   ,表示其中和热的热化学方程式为   。
23.
(1) 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的 ΔH= -99kJ/mol。请回答下列问题:
①图中A点表示:   ;C点表示:   ;
E的大小对该反应的反应热   (填“有”或“无”)影响。
②图中△H=   kJ/mol。
(2)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气,放出241.8 kJ热量(25℃、101 kPa下测得)
①写出该反应的热化学方程式:    ;
②若1 mol水蒸气转化为液态水放热45kJ,则反应H2(g) +1/2O2(g) = H2O( l )的ΔH =   kJ/mol。氢气的燃烧热为ΔH =   kJ/mol。
24.根据下列两个热化学方程式,回答下列问题:
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(1) ΔH= 571.6 kJ · mol 1
C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) ΔH= 2 220 kJ · mol 1
(1)H2的燃烧热为   ,C3H8的燃烧热为   。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为   。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 847 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是   。
25.生物质资源是一种污染小的可再生能源。生物质的主要转化途径及主要产物如图所示。
(1)下列有关生物质能的说法正确的是   。
a.生物质能本质上来源于太阳能
b.纤维素水解获得的产物中含有丰富的生物质能
c.生物质“热裂”获得的汽油、柴油等属于纯净物
d.将杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,可作家庭燃气
(2)由生物质能可获得CO和H2。等物质的量的CO与H2反应时,其原子利用率可达100%,则该反应合成的物质可能是   。
a.汽油 b.甲醇(CH4O) c.甲醛(CH2O) d.乙酸(C2H4O2)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】A.将煤转化成气体燃料,可提高能源的利用率,但不能减少二氧化碳的排放,A项错误;
B.使用新型能源可减少对传统化石能源的依赖,减少环境污染,B项正确;
C.以水代替有机溶剂,可减少环境污染,C项正确;
D.将废弃的秸轩转化为清洁高效的能源,可减少污染物的排放,节约能源,D项正确。
故答案为:A
【分析】保护环境可从优化能源结构、提高原料利用率、开发新能源能方面考虑。
2.【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;反应热和焓变
【解析】【解答】根据键能与反应热的关系,结合热化学方程式2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H=+376.4 kJ/mol可得8×413.4-2×413.4-C≡C-3×436.0=376.4,解得C≡C的键能为796.0,选项A正确。由于C原子半径比H大,所以C—H键键长大于H—H键,B项错误; H2燃烧热285.8 kJ/mol是指1mol H2完全燃烧产生稳定的化合物时放出的热量,H2O的稳定状态为液态,正确的应该为2H2(g) +O2(g)= 2H2O(l) △H=﹣571.6 kJ/mol,C项错误;假设反应2CH4(g)= C2H2(g) +3H2(g) 的反应热为△H,则根据盖斯定律可得-2×890.3=△H-1299.6-3×285.8。解得△H=+376.4 kJ/mo。所以2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H=+376.4 kJ/mol,D项错误。
故答案为:A
【分析】注意原子半径越小,键长越短,键能越大,物质越稳定。
3.【答案】C
【知识点】热化学方程式
【解析】【解答】由题干可知,0.1mol甲醇燃烧生成液态水时放出热量为72.58kJ,则2mol甲醇燃烧生成液态水时应该放热1451.6kJ,反应吸热时焓变值为正值,放热时焓变值为负值,A、D项错误,热化学方程式中水的状态应该为液态,B项错误;C项正确。
故答案为:C
【分析】燃烧反应为放热反应,热化学方程式的书写必须标明物质的状态。
4.【答案】A
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】常见能源的种类主要有:煤、石油、天然气、乙醇、氢能、太阳能、核能、风能、电能、化学能、水能、潮汐能和地热能等,氢气属于新能源,而煤炭、天然气和石油属于不可再生能源,不属于新能源。
故答案为:A
【分析】氢能、太阳能、核能、风能、电能、水能、潮汐能和地热能、氢气等属于新能源。
5.【答案】D
【知识点】燃烧热;中和热
【解析】【解答】A.H2SO4和Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀和H2O其中和热ΔH不等于2×(-57.3)kJ/mol,A项错误;
B.燃烧热是指1mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物释放的能量,水的稳定状态时液态,B项错误;
C.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如燃烧反应,C项错误;
D.CO燃烧热△H=283.0kJ/mol,则燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=2×283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的△H=+2×283.0kJ/mol,D正确。
故答案为:D
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
6.【答案】B
【知识点】热化学方程式
【解析】【解答】A.氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水时放出的能量,故A项错误;
B.能量越低越稳定,C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,金刚石的能量高于石墨,所以石墨比金刚石稳定,故B项正确;
C.NaOH固体溶解放热,20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和,放出热量大于28.7 kJ,故C项错误;
D.碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧,所以ΔH1<ΔH2,故D项错误。
故答案为:B
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
7.【答案】A
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】解:由上述分析可知,水力、天然气是一次能源;电能、水煤气是一次能源的转化形式,属于二次能源;
故选:A.
【分析】能源是自然界赋存的已经查明和推定的能够提供热、光、动力和电能等各种形式的能量来源.包括一次能源和二次能源.一次能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、油页岩等),其中煤炭、石油和天然气三种能源是一次能源的核心,它们成为全球能源的基础;除此以外,太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内;二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,例如:电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源.
8.【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A、依据燃烧热结合图象分析,金刚石能量高于石墨,能量越高越活泼,石墨比金刚石稳定,故A错误;
B、由燃烧热可知热化学方程式为①C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol;②C(s、金刚石))+O2(g)=CO2(g)△H=﹣395.0kJ/mol;结合盖斯定律①﹣②计算得到变化的热化学方程式:C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.5kJ/mol,故B正确;
C、图象分析金刚石燃烧放出热量高,焓变为负值△H1>△H2,故C错误;
D、催化剂改变化学反应速率,不改变反应焓变,△H1和△H2都不变,故D错误;
故选B.
【分析】A、依据燃烧热结合图象分析,金刚石能量高于石墨,能量越高越活泼;
B、依据燃烧热书写热化学方程式,结合盖斯定律计算得到变化的热化学方程式;
C、图象分析金刚石燃烧放出热量高,焓变为负值分析;
D、催化剂改变化学反应速率,不改变反应焓变.
9.【答案】B
【知识点】燃烧热;中和热
【解析】【解答】A.H2SO4和Ca(OH)2反应不仅仅生成水,还生成硫酸钙沉淀,放出更多的热量,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H<2×(-57.3)kJ/mol,故A错误;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,热化学方程式改变方向,反应焓变符号随之变化,系数加倍焓变随之加倍,CO的标准燃烧热是△H=-283.0KJ/mol,CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.0KJ/mol/mol,故B正确;
C.加热反应不一定是吸热反应,某些放热反应也需要引发条件,如铝热反应是放热反应,但需要引发条件加热才能进行,故C错误;
D、硫完全燃烧只能生成二氧化硫气体不能生成三氧化硫气体,故D错误;故选B。
故答案为:B
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
10.【答案】D
【知识点】热化学方程式
【解析】【解答】A.白磷的着火点很低,在空气中容易自燃,A项正确;
B.白磷和红磷为同种元素形成的不同单质,是同素异形体,故B正确;
C.1molP4中含6molP-P键,31g为0.25mol,含1.5molP-P键,故C正确;
D.白磷燃烧生成稳定的氧化物应该是P2O5而不是P2O3,D项错误;
故答案为:D
【分析】由同种元素形成的不同结构的单质互称为同素异形体:例如金刚石和石墨、和O2。 P4的分子结构为正四面体。
11.【答案】B
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】 A、太阳能、水能、风能、地热能为新能源,有利于解决能源危机,而且为绿色能源;
B、煤、石油和天然气为化石能源,不可再生,大力开采不利于环境保护;
C、沼气可变废为宝,转化为清洁能源;
D、减少资源消耗,注重资源的重复使用、资源的循环再生有利于能源的循环再生。
故答案为:B
【分析】保护环境可从优化能源结构、提高原料利用率、开发新能源能方面考虑。
12.【答案】A
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】A.4g固体硫完全燃烧生成SO2,放出37 kJ热量,1mol固体硫完全燃烧生成SO2,放出37 ×8kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH= -296kJ/mol,故A项正确;
B.1molN2与3molH2在某密闭容器中反应放出73kJ热量,因为反应是可逆的,不能进行到底,故反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<-73kJ/mol,B项错误;
C.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol-1,H2O为液态,故甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1,C项错误;
D.强酸强碱的中和热为- 57.3 kJ/mol,而
Ba(OH) 2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)有BaSO4(s)生成,故ΔH<-114.6 kJ/mol,D项错误;
故答案为:A
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
13.【答案】A
【知识点】燃料的充分燃烧
【解析】【解答】A项,充分燃烧必须有一定的条件,如适量的空气,A项错误。B项,化石燃料中含有C、S等元素,燃烧过程中会产生CO、SO2等有害气体,污染空气,B项正确。C、D项,煤的综合利用,可通过煤的干馏、气化和液化来实现,这样既可防止环境污染,又能提高燃烧效率,C、D项正确。
故答案为:A
【分析】将燃料转化气态或研细可提高燃料利用率。
14.【答案】B
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】①天然气、②煤、③核能、④石油不可再生;⑤太阳能、⑥生物质能、⑦风能、⑧氢能可以再生,在使用时对环境无污染或污染很小。
故答案为:B
【分析】氢能、太阳能、核能、风能、电能、水能、潮汐能和地热能、氢气等属于新能源。
15.【答案】D
【知识点】燃料的充分燃烧;使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】A、H2让人欢喜是由于其为理想能源,让人忧是由于其易燃易爆;
B、由于煤在作燃料时会产生一些污染物,故也埋下了祸根;
C、“无形杀手”是基于煤气化的气体是易燃易爆性气体,有时还会带有一些有毒物质;
D、“水是取之不尽的”是错误的认识。
故答案为:D
【分析】氢能、太阳能、核能、风能、电能、水能、潮汐能和地热能、氢气等属于新能源。
16.【答案】C
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】紧扣燃烧热的定义可得正确答案为C。
故答案为:C
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
17.【答案】B
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】通过所给的数据计算出题给物质生成1 mol CO2放出的热量分别为:283.0 kJ、891.0 kJ,682.6 kJ、683.4 kJ,所以要得到相同的热量,甲烷释放出CO2最少,最能体现“低碳经济”理念。
故答案为:B
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
18.【答案】D
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】燃烧热是指101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。CH4有可能燃烧不完全,A项错误;CO不是稳定的氧化物,B项错误;C项未指明生成的是气态水还是液态水,错误。
故答案为:D
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
19.【答案】C
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】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。物质不同,其燃烧热不相等,A、B、D项错误。燃烧热是物质的性质,与可燃物的用量多少无关,可燃物相同,则燃烧热相等,C项正确。
故答案为:C
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。与燃料的多少无关。
20.【答案】D
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量,应生成液态水,A项错误;金刚石能量高于石墨的能量,则金刚石不如石墨稳定,B项错误;酸碱反应是放热反应,焓变为负值,含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)
△H=-57.4kJ/mol,C项错误;一氧化碳燃烧生成二氧化碳过程是放热反应,焓变为负值比较大小,由于2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1,2C(s)+O2(g)="2CO(g)" △H2则△H1<△H2,D项正确。
故答案为:D
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。物质的能量越低越稳定。
21.【答案】C
【知识点】热化学方程式
【解析】【解答】 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。
故答案为:C
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
22.【答案】(1)285.8 kJ·mol-1;H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
(2)57.3 kJ·mol-1; H2SO4(aq)+NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
【知识点】燃烧热;中和热
【解析】【解答】(1)足量H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,故1 mol H2的燃烧放出热量为571.6 kJ/2=285.8 kJ;故表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1(2)在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O,这时的反应热叫中和热。故生成1 mol H2O时放出热量为 =57.3 kJ
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
23.【答案】(1)反应物的总能量;生成物的总能量;无;-198
(2)H2 (g) + O2 (g)=H2O ( g ) ΔH =-241.8 kJ/mol;-286.8;-286.8
【知识点】化学反应中能量的转化;热化学方程式
【解析】【解答】(1)①根据图像可知,反应物总能量高于生成物总能量,所以该反应为放热反应,由此可知图中A点表示反应物的总能量;C点表示生成物的总能量;E表示活化能,活化能的大小对该反应的反应热无影响。
②图中表示的是2molSO2的反应,因此△H=-99×2=-198 kJ·mol-1;(2)①氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气,放出241.8 kJ热量,则反应的热化学方程式
为H2 (g)+ O2 ( g )=H2O(g) ΔH =-241.8 kJ/mol;
②根据①H2 (g) + O2 (g)=H2O(g) ΔH =-241.8 kJ/mol;②H2O(g)=H2O(l)
△H= -45kJ/mol 。氢气燃烧生成气态水时放出热量为241.8KJ,气态水生成液态水放出热量为45KJ,故氢气的燃烧热为286.8KJ。
【分析】△H的宏观计算方法 △H= E生-E反,热化学方程式的书写须注明物质的状态。
24.【答案】(1)285.8 kJ · mol 1;2 220 kJ·mol 1
(2)4 725.8 kJ
(3)3:1
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】(1)根据燃烧热的定义可以分别求出H2和C3H8的燃烧热。(2)分别求出1 mol H2和2 mol C3H8 燃烧放出的热量后加和,即得混合气体燃烧时放出的总热量。Q放=1 mol×285.8 kJ·mol 1+2 mol ×2 220 kJ·mol 1=4 725.8 kJ(3)列方程组可以求出答案:设H2和C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有n1+n2=5 mol ①,n1×285.8 kJ·mol 1+n2×2 220 kJ·mol 1=3 847 kJ ②,解得:n1=15/4 mol,n2=5/4 mol;在相同温度和压强时,V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3:1。
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
25.【答案】(1)abd
(2)cd
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】(1)c项,汽油、柴油属于混合物,c项错误。(2)等物质的量的CO与H2反应时,其原子利用率可达100%,则产物中n(C)∶n(O)∶n(H)=1∶1∶2。
【分析】汽油、柴油为烷烃、烯烃、芳香烃的混合物。
1 / 1高中化学人教版 选修四 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热 能源
一、选择题
1.“优化结构、提高效益和降低消耗、保护环境”,这是我国国民经济和社会发展的基础性要求。你认为下列行为不符合这个要求的是(  )
A.将煤转化成气体燃料可以有效地减少“温室效应”的气体产生
B.加快太阳能、风能、生物质能、海洋能等清洁能源的开发利用
C.研制开发以水代替有机溶剂的化工涂料
D.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
【答案】A
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】A.将煤转化成气体燃料,可提高能源的利用率,但不能减少二氧化碳的排放,A项错误;
B.使用新型能源可减少对传统化石能源的依赖,减少环境污染,B项正确;
C.以水代替有机溶剂,可减少环境污染,C项正确;
D.将废弃的秸轩转化为清洁高效的能源,可减少污染物的排放,节约能源,D项正确。
故答案为:A
【分析】保护环境可从优化能源结构、提高原料利用率、开发新能源能方面考虑。
2.下表中列出了25℃、101kPa时一些物质的燃烧热数据
已知键能:C—H键:413.4 kJ/mol、H—H键:436.0 kJ/mol。
则下列叙述正确的是(  )
物质 CH4 C2H2 H2
燃烧热/kJ/mol 890.3 1299.6 285.8
A.C≡C键能为796.0 kJ/mol
B.C—H键键长小于H—H键
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=﹣571.6 kJ/mol
D.2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H=﹣376.4 kJ/mol
【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;反应热和焓变
【解析】【解答】根据键能与反应热的关系,结合热化学方程式2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H=+376.4 kJ/mol可得8×413.4-2×413.4-C≡C-3×436.0=376.4,解得C≡C的键能为796.0,选项A正确。由于C原子半径比H大,所以C—H键键长大于H—H键,B项错误; H2燃烧热285.8 kJ/mol是指1mol H2完全燃烧产生稳定的化合物时放出的热量,H2O的稳定状态为液态,正确的应该为2H2(g) +O2(g)= 2H2O(l) △H=﹣571.6 kJ/mol,C项错误;假设反应2CH4(g)= C2H2(g) +3H2(g) 的反应热为△H,则根据盖斯定律可得-2×890.3=△H-1299.6-3×285.8。解得△H=+376.4 kJ/mo。所以2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H=+376.4 kJ/mol,D项错误。
故答案为:A
【分析】注意原子半径越小,键长越短,键能越大,物质越稳定。
3.在25℃、101kPa下,0.1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放出72.58kJ,下列热化学方程式正确的是(  )
A.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=+725.8kJ/mol
B.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1451.6kJ/mol
C.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.8kJ/mol
D.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=+1451.6kJ/mol
【答案】C
【知识点】热化学方程式
【解析】【解答】由题干可知,0.1mol甲醇燃烧生成液态水时放出热量为72.58kJ,则2mol甲醇燃烧生成液态水时应该放热1451.6kJ,反应吸热时焓变值为正值,放热时焓变值为负值,A、D项错误,热化学方程式中水的状态应该为液态,B项错误;C项正确。
故答案为:C
【分析】燃烧反应为放热反应,热化学方程式的书写必须标明物质的状态。
4.新能源的开发利用是人类社会可持续发展重要课题。下列物质属于新能源的是
A.氢气 B.煤炭 C.天然气 D.石油
【答案】A
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】常见能源的种类主要有:煤、石油、天然气、乙醇、氢能、太阳能、核能、风能、电能、化学能、水能、潮汐能和地热能等,氢气属于新能源,而煤炭、天然气和石油属于不可再生能源,不属于新能源。
故答案为:A
【分析】氢能、太阳能、核能、风能、电能、水能、潮汐能和地热能、氢气等属于新能源。
5.下列有关描述中正确的是(  )
A.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g) =2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol
【答案】D
【知识点】燃烧热;中和热
【解析】【解答】A.H2SO4和Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀和H2O其中和热ΔH不等于2×(-57.3)kJ/mol,A项错误;
B.燃烧热是指1mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物释放的能量,水的稳定状态时液态,B项错误;
C.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如燃烧反应,C项错误;
D.CO燃烧热△H=283.0kJ/mol,则燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=2×283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的△H=+2×283.0kJ/mol,D正确。
故答案为:D
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
6.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(  )
A.若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B.若C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1,则20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】B
【知识点】热化学方程式
【解析】【解答】A.氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成液态水时放出的能量,故A项错误;
B.能量越低越稳定,C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,金刚石的能量高于石墨,所以石墨比金刚石稳定,故B项正确;
C.NaOH固体溶解放热,20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和,放出热量大于28.7 kJ,故C项错误;
D.碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧,所以ΔH1<ΔH2,故D项错误。
故答案为:B
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
7.(2016高二下·桓台月考)下列叙述正确的是(  )
A.电能是二次能源 B.水力是二次能源
C.天然气是二次能源 D.水煤气是一次能源
【答案】A
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】解:由上述分析可知,水力、天然气是一次能源;电能、水煤气是一次能源的转化形式,属于二次能源;
故选:A.
【分析】能源是自然界赋存的已经查明和推定的能够提供热、光、动力和电能等各种形式的能量来源.包括一次能源和二次能源.一次能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、油页岩等),其中煤炭、石油和天然气三种能源是一次能源的核心,它们成为全球能源的基础;除此以外,太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内;二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,例如:电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源.
8.已知25℃、101kPa下,如图所示,石墨的燃烧热为393.5kJ/
mol,金刚石的燃烧热为395.0kJ/mol.下列说法或表达正确的是
(  )
A.金刚石比石墨稳定
B.C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.5kJ/mol
C.△H1<△H2
D.如果使用催化剂,△H1和△H2都变小
【答案】B
【知识点】焓变和熵变
【解析】【解答】A、依据燃烧热结合图象分析,金刚石能量高于石墨,能量越高越活泼,石墨比金刚石稳定,故A错误;
B、由燃烧热可知热化学方程式为①C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol;②C(s、金刚石))+O2(g)=CO2(g)△H=﹣395.0kJ/mol;结合盖斯定律①﹣②计算得到变化的热化学方程式:C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.5kJ/mol,故B正确;
C、图象分析金刚石燃烧放出热量高,焓变为负值△H1>△H2,故C错误;
D、催化剂改变化学反应速率,不改变反应焓变,△H1和△H2都不变,故D错误;
故选B.
【分析】A、依据燃烧热结合图象分析,金刚石能量高于石墨,能量越高越活泼;
B、依据燃烧热书写热化学方程式,结合盖斯定律计算得到变化的热化学方程式;
C、图象分析金刚石燃烧放出热量高,焓变为负值分析;
D、催化剂改变化学反应速率,不改变反应焓变.
9.下列关于热化学反应的描述中正确的是(  )
A.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3)kJ/mol
B.CO的标准燃烧热是△H=-283.0KJ/mol,则反应CO(g)+ O2(g)═CO2(g)的△H=﹣283.0KJ/mol
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1 mol硫燃烧生成气态三氧化硫所放出的热量是硫黄的燃烧热
【答案】B
【知识点】燃烧热;中和热
【解析】【解答】A.H2SO4和Ca(OH)2反应不仅仅生成水,还生成硫酸钙沉淀,放出更多的热量,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H<2×(-57.3)kJ/mol,故A错误;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,热化学方程式改变方向,反应焓变符号随之变化,系数加倍焓变随之加倍,CO的标准燃烧热是△H=-283.0KJ/mol,CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.0KJ/mol/mol,故B正确;
C.加热反应不一定是吸热反应,某些放热反应也需要引发条件,如铝热反应是放热反应,但需要引发条件加热才能进行,故C错误;
D、硫完全燃烧只能生成二氧化硫气体不能生成三氧化硫气体,故D错误;故选B。
故答案为:B
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
10.白磷会对人体造成严重的烧伤,白磷(P4)分子结构为 。下列说法不正确的是(  )
A.白磷着火点低,在空气中可自燃
B.白磷、红磷互为同素异形体
C.31 g白磷中,含P—P键1.5 mol
D.已知P4(白磷,s)+3O2(g)=2P2O3(s)  ΔH=-Q kJ·mol-1,则白磷的燃烧热为Q kJ·mol-1
【答案】D
【知识点】热化学方程式
【解析】【解答】A.白磷的着火点很低,在空气中容易自燃,A项正确;
B.白磷和红磷为同种元素形成的不同单质,是同素异形体,故B正确;
C.1molP4中含6molP-P键,31g为0.25mol,含1.5molP-P键,故C正确;
D.白磷燃烧生成稳定的氧化物应该是P2O5而不是P2O3,D项错误;
故答案为:D
【分析】由同种元素形成的不同结构的单质互称为同素异形体:例如金刚石和石墨、和O2。 P4的分子结构为正四面体。
11.下列做法不利于环境保护的是(  )
A.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源
B.大力开采煤、石油和天然气,以满足人们日益增长的能源需求
C.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
D.减少资源消耗,注重资源的重复使用、资源的循环再生
【答案】B
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】 A、太阳能、水能、风能、地热能为新能源,有利于解决能源危机,而且为绿色能源;
B、煤、石油和天然气为化石能源,不可再生,大力开采不利于环境保护;
C、沼气可变废为宝,转化为清洁能源;
D、减少资源消耗,注重资源的重复使用、资源的循环再生有利于能源的循环再生。
故答案为:B
【分析】保护环境可从优化能源结构、提高原料利用率、开发新能源能方面考虑。
12.下列热化学方程式,正确的是(  )
A.4g固体硫完全燃烧生成SO2,放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH= -296kJ/mol
B.1molN2与3molH2在某密闭容器中反应放出73kJ热量,则反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H= -73kJ/mol
C.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g) ==CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1
D.强酸强碱的中和热为- 57.3 kJ/mol:Ba(OH) 2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(S)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJ/mol
【答案】A
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】A.4g固体硫完全燃烧生成SO2,放出37 kJ热量,1mol固体硫完全燃烧生成SO2,放出37 ×8kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH= -296kJ/mol,故A项正确;
B.1molN2与3molH2在某密闭容器中反应放出73kJ热量,因为反应是可逆的,不能进行到底,故反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<-73kJ/mol,B项错误;
C.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol-1,H2O为液态,故甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1,C项错误;
D.强酸强碱的中和热为- 57.3 kJ/mol,而
Ba(OH) 2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)有BaSO4(s)生成,故ΔH<-114.6 kJ/mol,D项错误;
故答案为:A
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
13.下列说法错误的是(  )
A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B.化石燃料在燃烧过程中产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D.固体煤变为气体燃料后,燃烧效率将提高
【答案】A
【知识点】燃料的充分燃烧
【解析】【解答】A项,充分燃烧必须有一定的条件,如适量的空气,A项错误。B项,化石燃料中含有C、S等元素,燃烧过程中会产生CO、SO2等有害气体,污染空气,B项正确。C、D项,煤的综合利用,可通过煤的干馏、气化和液化来实现,这样既可防止环境污染,又能提高燃烧效率,C、D项正确。
故答案为:A
【分析】将燃料转化气态或研细可提高燃料利用率。
14.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是(  )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧
C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
【答案】B
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】①天然气、②煤、③核能、④石油不可再生;⑤太阳能、⑥生物质能、⑦风能、⑧氢能可以再生,在使用时对环境无污染或污染很小。
故答案为:B
【分析】氢能、太阳能、核能、风能、电能、水能、潮汐能和地热能、氢气等属于新能源。
15.下列观点你不赞成的是(  )
A.氢气让人欢喜让人忧
B.煤为人类提供能源和化工原料的同时,也埋下了祸根
C.煤气化能提高市民的生活质量,同时也是潜伏着的无形杀手
D.水虽然是取之不尽的,但个别地区存在用水危机
【答案】D
【知识点】燃料的充分燃烧;使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】A、H2让人欢喜是由于其为理想能源,让人忧是由于其易燃易爆;
B、由于煤在作燃料时会产生一些污染物,故也埋下了祸根;
C、“无形杀手”是基于煤气化的气体是易燃易爆性气体,有时还会带有一些有毒物质;
D、“水是取之不尽的”是错误的认识。
故答案为:D
【分析】氢能、太阳能、核能、风能、电能、水能、潮汐能和地热能、氢气等属于新能源。
16.下列关于燃烧热的说法中正确的是(  )
A.1 mol物质燃烧所放出的热量
B.常温下,可燃物燃烧放出的热量
C.在25℃、1.01×105 Pa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
【答案】C
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】紧扣燃烧热的定义可得正确答案为C。
故答案为:C
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
17.已知1 mol燃料完全燃烧的数据分别为:(  )
燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18) 乙醇
ΔH -283.0 kJ·mol 1 -891.0 kJ·mol 1 -5461.0 kJ·mol 1 -1366.8 kJ·mol 1
使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是
A.一氧化碳 B.甲烷 C.异辛烷 D.乙醇
【答案】B
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】通过所给的数据计算出题给物质生成1 mol CO2放出的热量分别为:283.0 kJ、891.0 kJ,682.6 kJ、683.4 kJ,所以要得到相同的热量,甲烷释放出CO2最少,最能体现“低碳经济”理念。
故答案为:B
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
18.下列说法中正确的是(  )
A.1 mol CH4燃烧放出的热量就是燃烧热
B.1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热
C.1 mol H2燃烧生成水放出的热量就是H2的燃烧热
D.相同条件下,1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的热量在数值上相等
【答案】D
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】燃烧热是指101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。CH4有可能燃烧不完全,A项错误;CO不是稳定的氧化物,B项错误;C项未指明生成的是气态水还是液态水,错误。
故答案为:D
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
19.下列各组物质的燃烧热相等的是(  )
A.碳和一氧化碳 B.淀粉和纤维素
C.1 mol碳和3 mol碳 D.3 mol C2H2和1 mol C6H6
【答案】C
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】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。物质不同,其燃烧热不相等,A、B、D项错误。燃烧热是物质的性质,与可燃物的用量多少无关,可燃物相同,则燃烧热相等,C项正确。
故答案为:C
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。与燃料的多少无关。
20.下列有关热化学方程式的叙述正确的是(  )
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ mol-1,则氢气的燃烧热为241.8kJ mol-1
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H>0,则金刚石比石墨稳定
C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应中和热的热化学方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O △H=-57.4kJ mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1,2C(s)+O2(g)="2CO(g)" △H2,则△H1<△H2
【答案】D
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式
【解析】【解答】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量,应生成液态水,A项错误;金刚石能量高于石墨的能量,则金刚石不如石墨稳定,B项错误;酸碱反应是放热反应,焓变为负值,含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)
△H=-57.4kJ/mol,C项错误;一氧化碳燃烧生成二氧化碳过程是放热反应,焓变为负值比较大小,由于2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1,2C(s)+O2(g)="2CO(g)" △H2则△H1<△H2,D项正确。
故答案为:D
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。物质的能量越低越稳定。
21.下列热化学方程式表达正确的是( 的绝对值均正确)(  )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=–1367.0 kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1) △H= +57.3kJ/mol(中和热)
C.S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=–269.8kJ/mol (反应热)
D.2NO2=O2+2NO △H= +116.2kJ/mol (反应热)
【答案】C
【知识点】热化学方程式
【解析】【解答】 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。
故答案为:C
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
二、填空题
22.
(1)在101 kPa时,足量H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,H2的燃烧热为   ,表示H2燃烧热的热化学方程式为    。
(2)1.00 L 1.00 mol·L-1硫酸与2.00 L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,该反应的中和热为   ,表示其中和热的热化学方程式为   。
【答案】(1)285.8 kJ·mol-1;H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
(2)57.3 kJ·mol-1; H2SO4(aq)+NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
【知识点】燃烧热;中和热
【解析】【解答】(1)足量H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,故1 mol H2的燃烧放出热量为571.6 kJ/2=285.8 kJ;故表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1(2)在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O,这时的反应热叫中和热。故生成1 mol H2O时放出热量为 =57.3 kJ
【分析】强酸与强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1mol水时放出的热量,通过实验测定为57.3KJ。而燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
23.
(1) 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的 ΔH= -99kJ/mol。请回答下列问题:
①图中A点表示:   ;C点表示:   ;
E的大小对该反应的反应热   (填“有”或“无”)影响。
②图中△H=   kJ/mol。
(2)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气,放出241.8 kJ热量(25℃、101 kPa下测得)
①写出该反应的热化学方程式:    ;
②若1 mol水蒸气转化为液态水放热45kJ,则反应H2(g) +1/2O2(g) = H2O( l )的ΔH =   kJ/mol。氢气的燃烧热为ΔH =   kJ/mol。
【答案】(1)反应物的总能量;生成物的总能量;无;-198
(2)H2 (g) + O2 (g)=H2O ( g ) ΔH =-241.8 kJ/mol;-286.8;-286.8
【知识点】化学反应中能量的转化;热化学方程式
【解析】【解答】(1)①根据图像可知,反应物总能量高于生成物总能量,所以该反应为放热反应,由此可知图中A点表示反应物的总能量;C点表示生成物的总能量;E表示活化能,活化能的大小对该反应的反应热无影响。
②图中表示的是2molSO2的反应,因此△H=-99×2=-198 kJ·mol-1;(2)①氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气,放出241.8 kJ热量,则反应的热化学方程式
为H2 (g)+ O2 ( g )=H2O(g) ΔH =-241.8 kJ/mol;
②根据①H2 (g) + O2 (g)=H2O(g) ΔH =-241.8 kJ/mol;②H2O(g)=H2O(l)
△H= -45kJ/mol 。氢气燃烧生成气态水时放出热量为241.8KJ,气态水生成液态水放出热量为45KJ,故氢气的燃烧热为286.8KJ。
【分析】△H的宏观计算方法 △H= E生-E反,热化学方程式的书写须注明物质的状态。
24.根据下列两个热化学方程式,回答下列问题:
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(1) ΔH= 571.6 kJ · mol 1
C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) ΔH= 2 220 kJ · mol 1
(1)H2的燃烧热为   ,C3H8的燃烧热为   。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为   。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 847 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是   。
【答案】(1)285.8 kJ · mol 1;2 220 kJ·mol 1
(2)4 725.8 kJ
(3)3:1
【知识点】燃烧热
【解析】【解答】(1)根据燃烧热的定义可以分别求出H2和C3H8的燃烧热。(2)分别求出1 mol H2和2 mol C3H8 燃烧放出的热量后加和,即得混合气体燃烧时放出的总热量。Q放=1 mol×285.8 kJ·mol 1+2 mol ×2 220 kJ·mol 1=4 725.8 kJ(3)列方程组可以求出答案:设H2和C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有n1+n2=5 mol ①,n1×285.8 kJ·mol 1+n2×2 220 kJ·mol 1=3 847 kJ ②,解得:n1=15/4 mol,n2=5/4 mol;在相同温度和压强时,V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3:1。
【分析】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量。
25.生物质资源是一种污染小的可再生能源。生物质的主要转化途径及主要产物如图所示。
(1)下列有关生物质能的说法正确的是   。
a.生物质能本质上来源于太阳能
b.纤维素水解获得的产物中含有丰富的生物质能
c.生物质“热裂”获得的汽油、柴油等属于纯净物
d.将杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,可作家庭燃气
(2)由生物质能可获得CO和H2。等物质的量的CO与H2反应时,其原子利用率可达100%,则该反应合成的物质可能是   。
a.汽油 b.甲醇(CH4O) c.甲醛(CH2O) d.乙酸(C2H4O2)
【答案】(1)abd
(2)cd
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发
【解析】【解答】(1)c项,汽油、柴油属于混合物,c项错误。(2)等物质的量的CO与H2反应时,其原子利用率可达100%,则产物中n(C)∶n(O)∶n(H)=1∶1∶2。
【分析】汽油、柴油为烷烃、烯烃、芳香烃的混合物。
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