第一章 基础课时3 燃烧热
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(每小题5分)
(一)燃烧热的理解
1.(8分)判断正误(正确划“√”,错误划“×”)。
(1)已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1。( )
(2)氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1。( )
(3)在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量就是其燃烧热。( )
(4)甲烷的燃烧热ΔH=-890 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890 kJ·mol-1。( )
2.下列热化学方程式中ΔH代表燃烧热的是( )
CH4(g)+O2(g)===2H2O(l)+CO(g) ΔH1
S(s)+O2(g)===SO3(s) ΔH2
C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH3
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH4
3.下列说法正确的是( )
1 mol H2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量是H2的燃烧热
25 ℃、101 kPa时,已知碳的燃烧热为-393.5 kJ/mol,则碳的热值(单位质量燃料完全燃烧放出的热量)也为-393.5 kJ/mol
已知S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-269.8 kJ/mol,则硫生成SO3的反应热为269.8 kJ/mol
25 ℃、101 kPa时,1 mol S和2 mol S的燃烧热相等
4.分析表中的四个热化学方程式,判断氢气和丙烷的燃烧热(ΔH)分别是( )
“嫦娥一号”发射火箭燃料 液氢 (H2) ①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 ②2H2(l)+O2(l)===2H2O(g) ΔH=-482.6 kJ·mol-1
北京奥运会“祥云”火炬燃料 丙烷 (C3H8) ③C3H8(l)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2 013.8 kJ·mol-1 ④C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 221.5 kJ·mol-1
-571.6 kJ·mol-1,-2 221.5 kJ·mol-1
-285.8 kJ·mol-1,-2 013.8 kJ·mol-1
-285.8 kJ·mol-1,-2 221.5 kJ·mol-1
-241.3 kJ·mol-1,-2 013.8 kJ·mol-1
(二)燃烧热的计算
5.在101 kPa时,32 g CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出的热量为1 780 kJ,则甲烷的燃烧热为( )
1 780 kJ/mol -1 780 kJ/mol
890 kJ/mol -890 kJ/mol
6.在燃烧1.12 L(标准状况)CO与O2的混合气体时,放出5.66 kJ的热量,在相同的状况下,最后产物的密度为原来气体密度的1.25倍,则CO的燃烧热为( )
283 kJ·mol-1 -283 kJ·mol-1
-566 kJ·mol-1 566 kJ·mol-1
(三)表示燃烧热的热化学方程式的判断与书写
7.下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是( )
C3H8(l)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-2 599.2 kJ·mol-1
CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)
ΔH=-193.0 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-890.3 kJ·mol-1
8.下列热化学方程式正确的是( )
表示硫的燃烧热的热化学方程式:S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-315 kJ·mol-1
表示肼(N2H4)的燃烧热的热化学方程式:N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.08 kJ·mol-1
表示乙烷的燃烧热的热化学方程式:C2H6(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1
表示CO燃烧热的热化学方程式:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
9.(6分)如图表示乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化。
请回答下列问题:
(1)(2分)a=________。
(2)(2分)乙烷的燃烧热为________。
(3)(2分)根据题图写出表示二甲醚(气态)燃烧热的热化学方程式:___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
B级 素养培优练
10.已知反应:
①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
②H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列结论正确的是( )
碳的燃烧热ΔH=-110.5 kJ·mol-1
2 mol C(s)+1 mol O2(g)的能量比2 mol CO(g)的能量高221 kJ
稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成2 mol水时,放出的热量为114.6 kJ
1 L 0.5 mol·L-1的H2SO4与40 g NaOH固体反应,放出的热量等于57.3 kJ
11.已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452 kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照条件和点燃条件下的ΔH不同
CH3OH(l)的燃烧热为1 452 kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
12.(6分)已知热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)(4分)H2的燃烧热ΔH=________,C3H8的燃烧热ΔH=________。
(2)(2分)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。
13.(5分)完成下列问题。
(1)(2分)S8分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下:S(s,单斜)S(s,斜方) ΔH=-0.398 kJ·mol-1,则S(单斜)与S(斜方)相比,较稳定的是__________________[填“S(单斜)”或“S(斜方)”]。
(2)(3分)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
写出表示S8燃烧热的热化学方程式:__________________________________
___________________________________________________________________。
基础课时3 燃烧热
1.(1)× (2)× (3)× (4)×
解析 (1)氢气的燃烧热是1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,由热化学方程式可知,氢气的燃烧热ΔH小于-241.8 kJ/mol,故错误。
(2)氢气的燃烧热为1 mol氢气完全燃烧生成1 mol液态水放出的热量,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ/mol,错误。
(3)在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成指定物质所放出的热量才是其燃烧热。
(4)燃烧热是在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量。甲烷燃烧生成的指定产物为二氧化碳气体和液态水,所以写出的热化学方程式错误。
2.C [A项,反应物中碳元素完全燃烧应生成CO2;B项,反应物中硫元素完全燃烧应生成稳定SO2;C项,可燃物C6H12O6(s)的物质的量为1 mol,反应中C→CO2(g),H→H2O(l),反应放出的热量是燃烧热;D项,燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧,可燃物计量数应为1。]
3.D [燃烧热是指在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定物质时所放出的热量,对水来说,必须呈液态,所以1 mol H2完全燃烧生成H2O(g)放出的热量不是H2的燃烧热,A不正确;热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量,25 ℃、101 kPa时,已知碳的燃烧热为393.5 kJ/mol,则碳的热值应为≈32.8 kJ/g,B不正确;描述反应热时,应指明反应中所有物质的状态,而“硫生成SO3的反应热为269.8 kJ/mol”,既没有指明各物质的状态、物质的量,也丢掉了269.8 kJ/mol前面的“-”号,C不正确;燃烧热是指101 kPa下,1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,所以25 ℃、101 kPa时,1 mol S和2 mol S的燃烧热相等,D正确。]
4.C [①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1表示2 mol氢气完全燃烧生成液态水时放出571.6 kJ的热量,1 mol氢气完全燃烧生成指定产物液态水时放出285.8 kJ的热量,氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1;②2H2(l)+O2(l)===2H2O(g) ΔH=-482.6 kJ·mol-1表示2 mol液态氢气完全燃烧生成气态水时放出482.6 kJ的热量,气态水不是指定产物,不能表示燃烧热;③C3H8(l)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2 013.8 kJ·mol-1表示1 mol液态丙烷完全燃烧生成二氧化碳和气态水时放出2 013.8 kJ的热量,气态水不是指定产物,不能表示燃烧热;④C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 221.5 kJ·mol-1表示1 mol液态丙烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出2 221.5的热量,液态水是指定产物,能表示燃烧热,丙烷的燃烧热为2 221.5 kJ·mol-1。]
5.C [32 g CH4的物质的量为2 mol,所以1 mol CH4在101 kPa时,完全燃烧放出的热量为890 kJ,其热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ/mol,即甲烷的燃烧热为890 kJ/mol,答案选C。]
6.A [1.12 L(标准状况)CO与O2的混合气体为0.05 mol,CO和O2反应后气体密度变为原气体密度的1.25倍,根据质量守恒可知,反应后的气体体积为反应前的气体体积的0.8,则气体的物质的量为0.04 mol;由CO的燃烧反应方程式2CO+O2===2CO2可知,减少的物质的量等于反应的氧气的物质的量,即0.01 mol,则反应的CO的物质的量为0.02 mol,CO的燃烧热为5.66 kJ÷0.02 mol=283 kJ·mol-1。]
7.A [根据燃烧热的定义,2 mol C2H2完全燃烧生成4 mol CO2和2 mol H2O(l)放出2 599.2 kJ热量,则C2H2的燃烧热ΔH为1 299.6 kJ·mol-1,B错误;CH3OH的燃烧产物为CO2与H2O(l),C错误;CH4完全燃烧生成的产物为H2O(l),D错误。]
8.B [硫完全燃烧生成的氧化物不是三氧化硫,而是SO2,A错误;表示肼(N2H4)的燃烧热的热化学方程式:N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622.08 kJ·mol-1,产物和状态均正确,B正确;乙烷燃烧的热化学方程式中H2O应为液体,C错误;CO的燃烧热是指1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体时放出的热量,D错误。]
9.(1) (2)1 560 kJ·mol-1
(3)CH3OCH3(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 455 kJ·mol-1
解析 (1)由H原子守恒可知6a=2,则a=;(2)1 mol乙烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为520 kJ×3=1 560 kJ,则乙烷的燃烧热为1 560 kJ·mol-1;(3)结合状态及焓变可知1 mol二甲醚完全燃烧的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-485 kJ·mol-1×3=-1 455 kJ·mol-1。
10.B [2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol,CO不是碳完全燃烧生成的指定产物,碳完全燃烧生成的指定产物为二氧化碳,因此,碳的燃烧热ΔH不等于-110.5 kJ/mol,A错误;2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol,可知该反应为放热反应,所以2 mol C(s)+1 mol O2(g)的能量比2 mol CO(g)的能量高221 kJ,B正确;醋酸电离吸收热量,稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成2 mol水,放出小于114.6 kJ热量,C错误;NaOH固体溶解放出热量,0.5 mol H2SO4与1 mol NaOH固体混合,产生大于57.3 kJ热量,D错误。]
11.D [反应热与反应的途径和反应条件无关,只与反应物和生成物的状态有关,故同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照条件和点燃条件下的ΔH相同,A错误;燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,故CH3OH(l)的燃烧热为=726 kJ·mol-1,B错误;中和反应反应热是指稀的强酸、强碱溶液反应生成1 mol H2O和可溶性盐时放出的热量,由于生成BaSO4沉淀过程中也会放热,故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+H2O(l) ΔH<-57.3 kJ·mol-1,C错误;根据题干信息可知,同质量设为1 g的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧放出的热量分别为=142.9 kJ、=22.687 5 kJ,故H2(g)放出的热量多,D正确。]
12.(1)-285.8 kJ·mol-1 -2 220 kJ·mol-1 (2)4 725.8 kJ
解析 (1)根据燃烧热的概念知,H2的ΔH为-285.8 kJ·mol-1、C3H8的ΔH为-2 220 kJ·mol-1。(2)燃烧释放的总热量的计算公式为Q放=1 mol×285.8 kJ·mol-1+2 mol×2 220 kJ·mol-1=4 725.8 kJ。
13.(1)S(s,斜方)
(2)S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a kJ·mol-1
解析 (1)S(s,单斜)S(s,斜方) ΔH=-0.398 kJ·mol-1,说明S(s,单斜)具有的能量相对较高,S(s,斜方)所具有的能量相对较低,能量越低物质越稳定,则较稳定的是S(s,斜方);(2)1 mol S8(s)完全燃烧与O2(g)反应生成SO2(g)放出热量为燃烧热,结合反应过程中能量变化图可知,生成1 mol SO2(g)放出热量a kJ,则生成8 mol SO2(g)放出热量8a kJ,热化学方程式:S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a kJ·mol-1。