1、课时作业 3 能源的充分利用 时间： 45 分钟 分值： 100 分 一、选择题 (本题包括 14 小题，每题 4 分，共 56 分，每题有 1 2 个选项符合题意 ) 1 (2010天津高考 )以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法 违背 发展低碳经济的是 ( ) A发展氢能和太阳能 B限制塑料制品的使用 C提高原子利用率，发展绿色化学 D尽量用纯液态有机物代替水作溶剂 解析： 低碳经济是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消 耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一
2、种经济发展形态。发展氢能和太阳能可以减少煤炭、石油等能源消耗， A项正确；限制塑料制品的使用也可减少石油消耗， B项正确；提高原子利用率，发展绿色化学可以减少煤炭、石油的消耗， C 项正确；用纯液态有机物代替水作溶剂，加大了有机物的消耗，不符合低碳经济， D 项错误。 答案： D 2 下列选项中，能说明乙醇作为燃料优点的是 ( ) 燃烧时发生氧化反应 充分燃烧的产物不污染环境 乙醇是一种再生能源 燃烧时放出大量热量 A B C D 解析： 氧化反应不能作为燃料的优点。 答案： D 3 下列说法不正确的是 ( ) 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能产生污染环境的 CO、
3、 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，燃烧效率将更低 解析： 化石燃料只有在适当的温度和有充足氧气存在的情况下才能燃烧充分。化石燃料不经处理直接燃烧可产生污染环境的 CO、 SO2 等有害气体。化石燃料 (煤 )经深加工后变为气体燃料，不仅可以减少 SO2对大气的污染，而且能 提高燃烧效率，所以 A、 D 项的说法是错误的，故选 A、 D 项。 答案： AD 4 N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。 0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出 133.5 kJ 热量。则下列热化学方程式正确的是 ( ) A N2H4(g)
4、 O2(g)=N2(g) 2H2O(g) H 133.5 kJmol 1 B N2H4(g) O2(g)=N2(g) 2H2O(g) H 133.5 kJmol 1 C N2H4(g) O2(g)=N2(g) 2H2O(g) H 534 kJmol 1 D N2H4(g) O2(g)=N2(g) 2H2O(g) H 534 kJmol 1 解析： 本题考查了热化学方程式的书写及简单计算。热化学反应方程式前面的化学计量数，放热用 “ ” 号， 133.5 4 kJmol 1 534 kJmol 1。 答案： D 5 氢能不仅是很有发展前途的绿色能源，也是航天技术的动力之一。以下关于氢能源的理论认
5、识和实践运作中，不正确或不科学的是 ( ) 来源丰富； 燃烧产物无污染； 热值高 (等质量的氢气和汽油完全燃烧，前者产生的热量约为后者的 3 倍 )； 氢气燃烧放出化学能，氢原子聚变放出核能； 电解水是大量获得氢气的实用方法之一； 在多种制氢方法尚不成熟的今天，实施 “ 太阳能转化氢能 ” 的计划 (利用太阳能分解海水制氢 )； 存储氢气以常温常压下气态存储法为主。 A只有 B只有 C只有 D只有 解析： 电解水的过程需要消耗大量的电能，从能源利用角度分析还不如直接使用电能。由于其所占的体积大，常温常压下直接存储气态氢的效率很低。故正确答案为 D。 答案： D 6 (2009重庆高考 )下列热
6、化学方程式书写正确的是 (H 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(l) H 57.3 kJ/mol(中和热 ) C S(s) O2(g)=SO2(g) H 296.8 kJ/mol(反应热 ) D 2NO2=O2 2NO H 116.2 kJ/mol(反应热 ) 解析： 根据燃烧热的概念，生成的水应为液态， A项错； B项中反应放热， H 应为负值， B项错； D 项中没表示 聚集状态， D 项错。 答案： C 7 航天飞机用铝
7、粉与高氯酸铵 (NH4ClO4)的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为： 2NH4ClO4= N2 4H2O Cl2 2O2 H 452 kJ/mol D CO(g)与 Na2O2(s)反应放出 509 kJ 热量时，电子转移数为 6.02 1023 解析： A选项中燃烧热单位错误，应为 kJmol 1； B项图中没有表示出 H 566 kJ/mol时，对应的反应物与生成物的量的关系， B 项错；由于 2Na2O2(s) 2CO2(g)=2Na2CO3(s) O2(g) H 452 kJmol 1，所以 2Na2O2(s) 2CO2(s)=2Na2CO3(s)
8、 O2(g) H 452 kJmol 1， C 正确；由盖斯定律得： CO(g) Na2O2(s)=Na2CO3(s) H 509 kJmol 1，可知当放出 509 kJ 热量时，消耗 1 mol CO，电子转移数为 2 6.02 1023， D 错误。 答案： C 二、非选择题 (本题包括 4 小题，共 44 分 ) 15 (10 分 )能源是人类生存和发展的重要支撑因素。常规能源 (煤、石油、天然气等 )日益减少，促使人们去研究能源的利用率和新能源 (如太阳能、氢能、核能等 )的开发。 (1) 我国目前最主要的能源品种是 _ ，能源利用中存在的主 要问题是_。 (2)为减少污染，提高燃料
9、利用率，下列措施可以达到目的的是 _。 A将城市居民燃煤改为使用气体燃料 B若将烧天然气的灶具改烧液化石油气，应增大空气进入量或减少石油气的进入量 C研制燃料电池 D在农村大力发展沼气 (3)某些科学家对以下三个化学反应很感兴趣： 3FeCl2 4H2O=Fe3O4 6HCl H2 ； 2Fe3O4 3Cl2 12HCl=6FeCl3 6H2O O2； 6FeCl3=6FeCl2 3Cl2 。科学家想利用上述反应来制取的一种很有意义的物质是 _。 解析： (1)目前我国最主要的能源品种是煤，能源利用中存在的问题是人均能源占有量少，能源利用率低，单位产值能耗高。 (2)煤往往是很难燃烧充分，而气
10、体一般能充分燃烧，这样 A 项可以减少污染；由于等体积的天然气完全燃烧时消耗的氧气要小于等体积的液化石油气所需的氧气，故 B 项也符合；新型燃料电池能将反应产生的能量全部转变为电能，这样可以减少污染且能提高利用率， C 项也符合；在广大农村产生沼气的原料非常丰富，设备建立也很容易，故 D 项也 符合。 (3)将 2 可得到 2H2O=2H2 O2，是相当于水分解的方程式，故利用这个反应可以将水分解得到燃料氢气。 答案： (1)煤 人均能源占有量少，能源利用率低，单位产值能耗高 (2)ABCD (3)H2 16 (8 分 )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
11、的混合气体，它由煤炭与水 (蒸汽 )反应制得，故又称水煤气。 (1)试写出制取水煤气的主要化学反应方程式： _。 (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) H 2 220.0 kJmol 1 已知 CO 气体燃烧的热化学方程式为 CO(g) 12O2(g)=CO2(g) H 282.57 kJmol 1 试比较同物质的量的 C3H8和 CO 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) H 571.6 kJmol 1 试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产
12、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 _。 答案： (1)C H2O(g)=高温 CO H2 (2)39 5 (3)14 5 (4)来源丰富，无污染 17 (14 分 )已知： CaCO3(s)=CaO CO2(g) H 177.7 kJmol 1 C(s) H2O(g)=CO(g) H2(g) H 131.3 kJmol 1 C(s) O2(g)=CO2(g) H 393.5 kJmol 1 CO(g) 12O2(g)=CO2(g) H 283 kJmol 1 12H2SO4(l) NaOH(l)=12Na2SO4(l) H2O(l) H 57.
13、3 kJmol 1 HNO3(aq) NaOH(aq)=NaNO3(aq) H2O(l) H 57.3 kJmol 1 2H2(g) O2(g)=2H2O(l) H 517.6 kJmol 1 (1)上述热化学方程式中，不正确 的有 _，不正确的理由分别是 _。 (2)根据上述信息，写出 C 转化为 CO 的热化学方程式 _。 (3)上述正确的热化学方程式中，表示燃烧热的热化学方程式有 _；表示中和热的热化学方程式有 _。 解析： (1)观察题给热化学方程式： 不正确，原因是 CaO 的聚集状态没写； 不正确，因为该反应不符合事实，生成水煤气的反应是一个吸热反应，应为 “ H 131.3 kJ
14、mol1” ； 不正确，中和反应是溶液中的离子反应，不是液体之间的反应，除 H2O 外其余物质状态应改为 “ aq” 。 均正确。 (2)由 ，根据盖斯定律可知， C(s) 12O2(g)=CO(g) H 110.5 kJmol 1。 (3)燃烧热是 101 kPa 下， 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热 量，所以 是表示燃烧热的热化学方程式。只有 是表示中和热的热化学方程式。本题综合考查了热化学方程式的书写，利用盖斯定律进行有关反应热的计算以及燃烧热、中和热等概念，是一道好题，要求同学们对这些知识熟练掌握、综合应用。 答案： (1) CaO 的状态没标， 应为 “ H
15、131.3 kJmol 1” ， 除 H2O 外其余物质状态应改为 “ aq” (“ aq” 即 “ 溶液 ” ) (2)C(s) 12O2(g)=CO(g) H 110.5 kJmol 1 (3) 18 (12 分 )CO、 CH4均为常见的可燃性气体。 (1)等体积的 CO 和 CH4 在相同条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比是_。 (2)已知在 101kPa 时， CO 的燃烧热为 283 kJ/mol。相同条件下，若 2 mol CH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为 1 mol CO 完全燃烧放出热量的 6.30 倍， CH4完全燃烧反应的热化学方程式是 _。 (3)120 、
16、101 kPa 下， a mL 由 CO、 CH4组成的混合气体在 bmL O2中完全燃烧后，恢复到原温度和压强 。 若混合气体与 O2恰好完全反应，产生 b mL CO2，则混合气体中 CH4的体积分数为_(保留两位小数 )。 若燃烧后气体体积缩小了 a4mL，则 a 与 b 关系的数学表达式为 _。 解析： (1) C 2O C 4O2,1mol CO 失去 2mol 电子； C 4H4 C 4O2,1mol CH4失去 8mol 电子 。 (2)2mol CH4 完全燃烧放出热量为 283 6.30 kJ,1mol CH4 完全燃烧放出热量为 12 283 6.30 kJ 891 kJ，
17、据此写出热化学方程式即可。 (3) 设混合气体中 CO、 CH4的体积分别为 x、 y， 2CO O2=点燃 2CO2 x x/2 x CH4 2O2 点燃 CO2 2H2O y 2y y 有方程组： x y ax/2 2y bx y b求得： x 23a， y 13a。 CH4燃烧前后气体体积不变，则缩小 a4mL 都是由 CO 燃烧造成的，各物质的体积关系如下： 2CO O2=点燃 2CO2 V 2 1 1 a2mL a4mL a4mL CH4 2O2 点燃 CO2 2H2O 1 2 a2mL amL 即混合气体中 CO、 CH4 均为 a2mL，要保证这些气体全部燃烧，至少需要 O2 5a4 mL，也就是 b 54a。 答案： (2)CH4(g) 2O2(g)=CO2(g) 2H2O(l) H 891 kJ/mol (3) 0.33 b 54a
