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能源的充分利用
一、单项选择题
1.合理利用燃料减小污染符合“可持续发展”理念,下列关于燃料的说法正确的是( )
A.“可燃冰”(化学组成CH4·nH2O)是将水变为油的新型燃料
B.氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料
C.乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料 D.石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料
2.已知1 mol白磷(s)转化为1 mol红磷,放出18.39 kJ热量,又知:
4P(白、s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1 ①
4P(红、s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2 ②,则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH1<ΔH2 D.无法确定
3.一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q,它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收可得100 g CaCO3沉淀。则完全燃烧1 mol无水乙醇时放出的热量是( )
A.0.5Q B.Q C.2Q D.5Q
4.1.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧,放出50 kJ热量,则二甲基肼的标准燃烧热ΔH为( )
A.-1 000 kJ·mol-1 B.-1 500 kJ·mol-1 C.-2 000 kJ·mol-1 D.-3 000 kJ·mol-1
5.已知葡萄糖的标准燃烧热ΔH=-2 804 kJ·mol-1,当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是( )
A.26.0 kJ B.51.9 kJ C.155.8 kJ D.467.3 kJ
二、不定项选择题
6.下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的标准燃烧热的是( )
A.CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9 kJ·mol-1
B.C(s)+O2(g)===CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
D.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5 518 kJ·mol-1
7.下列热化学方程式中,ΔH的数值能表示可燃物标准燃烧热的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=-184.6 kJ·mol-1
B.CO(g)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-283 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ·mol-1
8.25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是393.5 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1、2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C (s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2 (g)===CO2 (g)+2H2O(g)ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2 (g)+3H2O(l)ΔH=-1 400 kJ·mol-1
三、非选择题
9.已知25 ℃、101 kPa时下列物质的标准燃烧热:
序号 名称 化学式 ΔH(kJ·mol-1)
① 苯 C6H6(l) -3 267.5
② 一氧化碳 CO(g) -283.0
③ 乙醇 C2H5OH(l) -1 366.8
试写出表示上述物质标准燃烧热的热化学方程式。
①____________________________________________________________________。
②____________________________________________________________________。
③_____________________________________________________________________。
10.(1)丙烷热值较高,污染较小,是一种优良的燃料。试回答下列问题:
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图,请在图中的括号内填入“+”或“-”。
②写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式:________________________________。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料,应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量,则混合气体中,丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
(2)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
①已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)ΔH3=-Q3 kJ·mol-1
若使46 g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为________ kJ。
②碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验,利用盖斯定律计算出该反应的ΔH,计算时需要测得的实验数据有________________________。
一、单项选择题
1.已知丙烷的标准燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为( )
A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1 108 kJ
2.大型运动会火炬使用的燃料是丙烷(C3H8),其完全燃烧后只有CO2和H2O,不会造成环境污染,已知有以下四个热化学反应方程式:
①C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-a kJ·mol-1
②C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-b kJ·mol-1
③2C3H8(g)+9O2(g)===4CO2(g)+2CO(g)+8H2O(l)ΔH=-c kJ·mol-1
④C3H8(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-d kJ·mol-1,其中 a、b、c、d最大的是( )
A.a B.B C.c D.d
3.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1
标准状况8.96 L某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.2∶3
4.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、1 411.0 kJ·mol-1和1 366.8 kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A.-44.2 kJ·mol-1 B.44.2 kJ·mol-1 C.-330 kJ·mol-1 D.330 kJ·mol-1
5.已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出x kJ热量。已知单质碳的标准燃烧热为y kJ·mol-1,则1 mol C与O2反应生成CO的反应热ΔH为( )
A.-y kJ·mol-1 B.-(10x-y)kJ·mol-1
C.-(5x-0.5y)kJ·mol-1 D.+(10x-y)kJ·mol-1
二、不定项选择题
6.已知:① 2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH1, ②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2。
下列说法中正确的是( )
A.碳的标准燃烧热为0.5ΔH1 kJ·mol-1 B.②能表示CO标准燃烧热的热化学方程式
C.碳的标准燃烧热ΔH=0.5(ΔH1+ΔH2) D.碳的标准燃烧热 ΔH大于CO的标准燃烧热ΔH
7.室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A.ΔH1>0 B.ΔH1<ΔH3 C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
三、非选择题
8.比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(1)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1 S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2 ,ΔH1________ΔH2
(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1,CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(3)4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1,4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(4)煤作为燃料有2种途径:途径1——直接燃烧:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
途径2——先制水煤气:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2>0
再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是___________________________________________。
9.城市使用的燃料,现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气,它由煤与水(蒸气)反应制得,故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式:____________________________________。
(2)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=-2 220.0 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=-282.57 kJ·mol-1
试比较同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧,产生的热量比值约为________。
(3)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_____________。
(4)氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有的优点是____________。
能源的充分利用
一、单项选择题
1.合理利用燃料减小污染符合“可持续发展”理念,下列关于燃料的说法正确的是( )
A.“可燃冰”(化学组成CH4·nH2O)是将水变为油的新型燃料
B.氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料
C.乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料 D.石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料
解析:选B A项,“可燃冰”外观像冰,其化学组成是CH4·nH2O,水的化学式为H2O,根据元素守恒知,水不能变为油,错误;B项,氢能源具有来源广、热值高,且燃烧后生成水对环境无污染,正确;C项,乙醇中含有碳、氢、氧三种元素,其燃烧产物是二氧化碳和水,但乙醇为可再生能源,错误;D项,石油和煤都属于化石燃料,且属于不可再生能源,D错误。
2.已知1 mol白磷(s)转化为1 mol红磷,放出18.39 kJ热量,又知:
4P(白、s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1 ①
4P(红、s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2 ②,则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH1<ΔH2 D.无法确定
解析:选C 根据盖斯定律,由①-②可得4P(白、s)=4P(红、s),ΔH=ΔH1-ΔH2=-18.39 kJ·mol-1,所以ΔH1<ΔH2。
3.一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q,它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收可得100 g CaCO3沉淀。则完全燃烧1 mol无水乙醇时放出的热量是( )
A.0.5Q B.Q C.2Q D.5Q
解析:选C CaCO3中的C来自于乙醇,100 g CaCO3中含碳的物质的量为=1 mol,而1 mol C2H5OH中含2 mol碳,即1 mol乙醇完全燃烧时放出2Q的热量。
4.1.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧,放出50 kJ热量,则二甲基肼的标准燃烧热ΔH为( )
A.-1 000 kJ·mol-1 B.-1 500 kJ·mol-1 C.-2 000 kJ·mol-1 D.-3 000 kJ·mol-1
解析:选C 1.5 g放热为50 kJ,则1 mol二甲基肼(即60 g)放热为:×
60 g·mol-1=2 000 kJ·mol-1。
5.已知葡萄糖的标准燃烧热ΔH=-2 804 kJ·mol-1,当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是( )
A.26.0 kJ B.51.9 kJ C.155.8 kJ D.467.3 kJ
解析:选A 葡萄糖的标准燃烧热是-2 804 kJ·mol-1,即1 mol葡萄糖完全燃烧生成6 mol二氧化碳和6 mol液态水时放出2 804 kJ的热量,当生成1 g液态水时放出热量为÷6 mol×2 804 kJ=26.0 kJ。
二、不定项选择题
6.下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的标准燃烧热的是( )
A.CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9 kJ·mol-1
B.C(s)+O2(g)===CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
D.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5 518 kJ·mol-1
解析:选D A项,此反应完全燃烧应生成CO(g)和H2O(l),故ΔH不代表标准燃烧热,错误;B项,C的化学计量数为1,但产物不是CO2,ΔH不代表燃烧热,错误;C项,H2的化学计量数为1,但产物不是H2O(l),ΔH不代表燃烧热,错误。
7.下列热化学方程式中,ΔH的数值能表示可燃物标准燃烧热的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=-184.6 kJ·mol-1
B.CO(g)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-283 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ·mol-1
解析:选BC A中氧化剂为Cl2,D中H2O不是液态,故A、D两项均错。
8.25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是393.5 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1、2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C (s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2 (g)===CO2 (g)+2H2O(g)ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2 (g)+3H2O(l)ΔH=-1 400 kJ·mol-1
解析:选D 根据标准燃烧热的概念,碳的燃烧产物应是二氧化碳;氢气燃烧是放热反应(ΔH<0)且生成液态水;甲烷的燃烧产物应是气态二氧化碳和液态水。
三、非选择题
9.已知25 ℃、101 kPa时下列物质的标准燃烧热:
序号 名称 化学式 ΔH(kJ·mol-1)
① 苯 C6H6(l) -3 267.5
② 一氧化碳 CO(g) -283.0
③ 乙醇 C2H5OH(l) -1 366.8
试写出表示上述物质标准燃烧热的热化学方程式。
①____________________________________________________________________。
②____________________________________________________________________。
③_____________________________________________________________________。
答案:①C6H6(l)+O2(g)===6CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-3 267.5 kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
10.(1)丙烷热值较高,污染较小,是一种优良的燃料。试回答下列问题:
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图,请在图中的括号内填入“+”或“-”。
②写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式:________________________________。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料,应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量,则混合气体中,丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
(2)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
①已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)ΔH3=-Q3 kJ·mol-1
若使46 g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为________ kJ。
②碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验,利用盖斯定律计算出该反应的ΔH,计算时需要测得的实验数据有________________________。
解析:(1)①丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)的过程放热,ΔH为“-”。
②标准燃烧热是1 mol物质完全燃烧的反应热,所以表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 215.0 kJ·mol-1。
③n(二甲醚)×1 455 kJ·mol-1+[1 mol-n(二甲醚)]×2 215.0 kJ·mol-1=1 645 kJ,解得n(二甲醚)=0.75 mol,n(丙烷)=0.25 mol。
(2)①由盖斯定律可得C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH4=-(3Q1-Q2+Q3)kJ·mol-1,所以使46 g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,整个过程中放出的热量为(3Q1-Q2+Q3)kJ。
②利用盖斯定律计算反应C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH,需要测得的实验数据有碳和CO的标准燃烧热。
答案:(1)①-②C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2 215.0 kJ·mol-1
③1∶3 (2)①(3Q1-Q2+Q3) ②碳和CO的标准燃烧热
一、单项选择题
1.已知丙烷的标准燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为( )
A.55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1 108 kJ
解析:选A 丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水,则丙烷完全燃烧产生1.8 g水,放出的热量为×2 215≈55(kJ)。
2.大型运动会火炬使用的燃料是丙烷(C3H8),其完全燃烧后只有CO2和H2O,不会造成环境污染,已知有以下四个热化学反应方程式:
①C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-a kJ·mol-1
②C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-b kJ·mol-1
③2C3H8(g)+9O2(g)===4CO2(g)+2CO(g)+8H2O(l)ΔH=-c kJ·mol-1
④C3H8(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-d kJ·mol-1,其中 a、b、c、d最大的是( )
A.a B.B C.c D.d
解析:选C ①与②相比生成液态水比气态水放出的热量多,所以b>a,④中各物质的量均为①中的一半,所以d=a,③中与②相比,2 mol C3H8燃烧生成 4 mol CO2和2 mol CO,相当于此反应中的2 mol C3H8有1 mol 完全燃烧,1 mol不完全燃烧,故放出的热量c大于b,所以c最大。
3.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1
标准状况8.96 L某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.2∶3
解析:选C 混合气体n(混合)=8.96 L÷22.4 L·mol-1=0.4 mol,1 mol混合气体燃烧放出的热量113.7 kJ÷0.4 mol=284.35 kJ·mol-1,又知H2的标准燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,CO的标准燃烧热ΔH=-282.9 kJ·mol-1,利用十字交叉法计算:
n(H2)∶n(CO)=1.45∶1.45=1∶1。
4.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、1 411.0 kJ·mol-1和1 366.8 kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A.-44.2 kJ·mol-1 B.44.2 kJ·mol-1 C.-330 kJ·mol-1 D.330 kJ·mol-1
解析:选A 由题意知①H2(g)+O2(g)===H2O(l)ΔH1=-285.8 kJ·mol-1
②C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-1 411.0 kJ·mol-1
③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1 366.8 kJ·mol-1
则:④C2H4(g)+H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH,由盖斯定律得:④=②-③,则ΔH=ΔH2-ΔH3=-1 411.0 kJ·mol-1-(-1 366.8 kJ·mol-1)=-44.2 kJ·mol-1。
5.已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出x kJ热量。已知单质碳的标准燃烧热为y kJ·mol-1,则1 mol C与O2反应生成CO的反应热ΔH为( )
A.-y kJ·mol-1 B.-(10x-y)kJ·mol-1
C.-(5x-0.5y)kJ·mol-1 D.+(10x-y)kJ·mol-1
解析:选C n(C)==0.3 mol,n(O)=2n(O2)=2×=
0.4 mol,1a kJ·mol-1,则C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=a kJ·mol-1,由题意可知,C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-y kJ·mol-1,则有:0.2a+0.1y=-x,a=-(5x-0.5y),C项符合题意。
二、不定项选择题
6.已知:① 2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH1, ②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2。
下列说法中正确的是( )
A.碳的标准燃烧热为0.5ΔH1 kJ·mol-1 B.②能表示CO标准燃烧热的热化学方程式
C.碳的标准燃烧热ΔH=0.5(ΔH1+ΔH2) D.碳的标准燃烧热 ΔH大于CO的标准燃烧热ΔH
解析:选C 由(①+②)×可得C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=0.5(ΔH1+ΔH2),C正确,A、B错误;碳的标准燃烧热ΔH小于CO的标准燃烧热ΔH,D项错误。
7.室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A.ΔH1>0 B.ΔH1<ΔH3 C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
解析:选AB 由题给条件可知:①CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO(aq)+5H2O(l) ΔH1>0,②CuSO4(s)===Cu2+(aq)+SO(aq) ΔH2<0,由①-②可得CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,即ΔH3>ΔH1。
三、非选择题
8.比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(1)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1 S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2 ,ΔH1________ΔH2
(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1,CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(3)4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1,4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(4)煤作为燃料有2种途径:途径1——直接燃烧:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
途径2——先制水煤气:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2>0
再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是___________________________________________。
解析:(1)中两式相减得:S(s)===S(g) ΔH=ΔH1-ΔH2>0(固态硫变为硫蒸气是吸热过程),所以ΔH1>ΔH2(气态硫比固体硫燃烧放出的热量多);(2)中两式相减得:2H2O(g)===2H2O(l) ΔH=ΔH1-ΔH2<0(水蒸气变为液态水是放热过程 ),所以ΔH1<ΔH2(生成液态水比生成水蒸气放出的热量多);(3)中两式相减得:4Al(s)+2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)+4Fe(s) ΔH=ΔH1-ΔH2<0(铝热反应很剧烈,是典型而熟悉的放热反应),所以ΔH1<ΔH2;(4)中将途径2的后两个热化学方程式分别乘以后与第一个热化学方程式相加得:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH2+(ΔH3+ΔH4),即ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。(两种途径的ΔH完全相同)。
答案:(1)> (2)< (3)< (4)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)
9.城市使用的燃料,现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气,它由煤与水(蒸气)反应制得,故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式:____________________________________。
(2)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=-2 220.0 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=-282.57 kJ·mol-1
试比较同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧,产生的热量比值约为________。
(3)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_____________。
(4)氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有的优点是____________。
解析:(1)由题意“由煤与水(蒸气)反应制得,故又称水煤气”“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气”,可知化学方程式为C+H2O(g)CO+H2;
(2)同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧,产生的热量比值为2 220.0∶282.57=7.86∶1。同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值为∶=142.9∶50.5=2.83∶1。
答案:(1)C+H2O(g)CO+H2 (2)7.86∶1 (3)2.83∶1 (4)来源丰富;产物无污染