1、高中化学 1-2-1 燃烧热、能源 45 分钟作业 新人教版选修 4 一、选择题(每小题 4 分，每小题有 12 个正确选项) 12007 年 3 月，温家宝指出“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大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 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 答案：D 2甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 CH 3OH(g)H 2O
2、(g)=CO2(g)3H 2(g)； H49.0kJmol 1 CH 3OH(g)1/2O 2(g)=CO2(g)2H 2(g)； H192.9kJmol 1 下列说法正确的是( ) ACH 3OH 的燃烧热为 192.9kJmol1 B反应中的能量变化如下图所示 CCH 3OH 转变成 H2 的过程一定要吸收能量 D根据推知反应：CH 3OH(l)1/2O 2(g)=CO2(g)2H 2(g)的 H192.9kJmol 1 解析：本题考查了化学反应中的能量变化、燃烧热的概念及热化学方程式的计算。燃 烧热指 1mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，CH 3OH 燃烧生成稳定的氧
3、化物是 CO2(g)、H 2O(l)，方程式 不表示燃烧热的热化学方程式，A 不正确。反应是吸 热反应，说明生成物的总能量大于反应物的总能量，B 不正确。由反应可知 CH3OH 转化成 H2 可能是吸热反应，也可能是放热反应。 D 项中 CH3OH(l)到 CH3OH(g)需要吸收 热量，所以 CH3OH(l)燃烧放出的热量少，则 H192.9kJmol 1 (比较 H 要带正负号) 。 答案：D 3在 25、101kPa 下，1g 甲醇燃烧生成 CO2 和液态水时放热 22.68kJ，下列热化学 方程式正确的是( ) ACH 3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l)； 32 H
4、725.8kJ/mol B2CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l)； H1452kJ/mol C2CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l)； H725.8kJ/mol D2CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l)； H1452kJ/mol 答案：B 4已知乙炔和乙烯燃烧的热化学方程式分别为： 2C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(l)； H2600kJ/mol C2H4(g)3O 2(g)=2CO2(g)2H 2O(l)； H1411kJ/mol 又已知，氧炔焰的温度比氧烯焰的温度高，据此判断，下列说
5、法错误的是( ) A1mol 烃完全燃烧时，放热多的，火焰温度也高 B烃完全燃烧时，火焰温度高低不仅仅取决于燃烧反应热的大小 C相同条件下，等体积的两种烃完全燃烧，乙炔放热少，耗氧较少，生成物的物质 的量也较少 D1mol 乙烯完全燃烧，生成气态产物时，放出热量比 1411kJ 少 答案：A 525和 101kPa 时，下列哪个反应放出的热量表示乙烷的燃烧热(单位：kJ/mol)( ) A2C 2H6(g) 7O2(g)=4CO2(g)6H 2O(g)；HQ 1 BC 2H6(g) O2(g)=2CO2(g)3H 2O(g)； HQ 2 72 CC 2H6(g) O2(g)=2CO2(g)3H
6、 2O(l)；HQ 3 52 DC 2H6(g) O2(g)=2CO2(g)3H 2O(l)；HQ 4 72 答案：D 6已知 CH4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l)； HQ 1kJmol1 H2(g) O2(g)=H2O(g)； 12 H Q2kJmol1 12 H2(g) O2(g)=H2O(l)； 12 H Q3kJmol1 12 常温下取体积比为 41 的甲烷和氢气的混合气体 11.2L(标准状况)，经完全燃烧后恢 复到室温，则放出的热量(单位： kJ)为( ) A0.4Q 10.05Q 3 B0.4Q 10.05Q 2 C0.4Q 10.1Q 3 D0.4Q 1 0
7、.2Q2 解析：混合气体的物质的量为 0.5mol ，所以混合气体中 CH4、H 2 的物 11.2 L22.4 Lmol 1 质的量分别为 0.5mol 0.4mol 和 0.5mol 45 0.4mol0.1mol，根据两种气体燃烧的热化学方程式及题意(反应后恢复至室温，H 2O 为液 态)知反应后放出的热量为：Q 1kJ/mol0.4mol Q3kJ/mol0.1mol0.4 Q 10.05Q 3。 12 答案：A 7能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中直接提供的能源称为一级能源；需依 靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源，氢气是一种高效而没有污染的二级能源， 它可以由自然界中
8、大量存在的水来制取 2H2O(l)=2H2(g)O 2(g)；H517.6kJ/mol。 根据以上叙述回答： (1)下列叙述中正确的是( ) A电能是二级能源 B水力是二级能源 C天然气是二级能源 D焦炉气是一级能源 (2)已知：CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l)； H890.3kJ/mol，等质量的氢气和 甲烷分别燃烧后，放出的热量之比约为( ) A13.4 B11.7 C2.31 D4.61 (3)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是( ) A组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在不分解的情况下，使氢气成 为二级能源 B设法将太阳能聚焦产生高温，
9、使水分解产生氢气 C寻找催化剂使水分解，同时释放能量 D寻找特殊化学物质用于开发廉价能源，以分解水取得能源 答案：(1)A (2)C (3)A、C 8在一定条件下，CO 和 CH4 燃烧的热化学方程式分别为： 2CO(g)O 2(g)=2CO2(g)； H566kJmol 1 CH4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(1)； H890kJmol 1 由 1mol CO 和 3mol CH4 组成的混合气体，在上述条件下完全燃烧释放的热量为( ) A2912kJ B2953kJ C3236kJ D3867kJ 答案：B 9已知 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l)； H571.6k
10、Jmol 1 C3H8(g)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(l)； H2220kJmol 1 设有氢气和丙烷的混合气体 5mol，完全燃烧时放出热量 3847kJ，则混合气体中 H2 和 丙烷的体积比是( ) A13 B31 C14 D11 解析：本题主要考查根据燃烧热计算反应物的组成。 解法一：假设二者以物质的量之比为 11 混合，则 2.5mol 丙烷燃烧放出的热量已大 于 3847kJ，则 A、C、D 均不可能正确，可得答案为 B。 解法二：已知： 1mol H2 燃烧所放出的热量 kJmol1 571.62 1mol 混合气体燃烧所放出的热量 kJmol1 38475 nH2
11、nC3H8 1450.6483.6 31 解法三：设混合气体 H2、C 3H8 的物质的量分别为 x、y 。 Error! 解得：Error! 答案：B 10已知 2H2(g)O 2(g)2H 2O(l)； H571.6kJ/mol CO(g) O2(g)CO 2(g)； 12 H282.9kJ/mol 某 H2 和 CO 的混合气体完全燃烧时放出 113.74kJ 热量，同时生成 3.6g 液态水，则原 混合气体中 H2 和 CO 的物质的量之比为 ( ) A21 B12 C11 D23 解析：根据热化学方程式可知：H 2 燃烧热为 571.6kJ/mol2285.8kJ/mol，生成 0.
12、2mol H2O(l)，参加反应的 H2 为 0.2mol，H 2 燃烧放出的热量为 3.6 g18 g/mol 0.2mol285.8kJ/mol57.16kJ。 CO 燃烧放出的热量为 113.74kJ57.16kJ56.58kJ ，CO 的燃烧热为 282.9kJ/mol， 故 n(CO) 0.2mol。 Q放H 56.58 kJ282.9 kJ/mol 故 H2 和 CO 的物质的量之比为 0.2mol0.2mol11。 答案：C 二、非选择题(共 60 分) 11下列两个热化学方程式： 2H2(g)O 2(g)2H 2O(l)； H571.6kJ/mol C3H8(g)5O 2(g)
13、3CO 2(g)4H 2O(l)； H2220kJ/mol 。 根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题： (1)H2 的燃烧热为_，C 3H8 的燃烧热为_。 (2)1molH2 和 2mol C3H8 组成的混合气体完全燃烧释放的热量为_。 解析：(1)根据燃烧热的概念知 H2、C 3H8 的燃烧热分别为 285.8kJmol1 、2220kJmol 1 。 (2)释放总热量的计算式为： Q 放 1mol285.8kJmol 1 2mol2220kJmol 1 4725.8kJ。 答案：(1)285.8kJmol 1 2220kJmol 1 (2)4725.8kJ 12城市使用的燃料，现大
14、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，它由煤炭与水( 蒸气) 反应制得，故又称水煤气。 (1)试写出制取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)5O 2(g)=3CO2(g)4H 2O(l)； H2220.0kJmol 1 已知 CO 气体燃烧的热化学反应方程式： CO(g) O2(g)=CO2(g)； 12 H282.57kJmol 1 试比较燃烧同物质的量的 C3H8 和 CO，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)O 2(g)=2H2O(l)； H571
15、.6kJmol 1 试比较燃烧同质量的氢气和丙烷，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 _。 答案：(1)CH 2O=COH 2 (2)7.9 1 (3)2.81 (4)不产生 CO2，不会因温室效应而影响大气环境；H 2 来源丰富；其燃烧产物对 环境无污染 13(1)在 101kPa 时，4.0g 硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫，放出 27kJ 的热量， 硫的燃烧热为_，硫燃烧的热化学方程式为 _。 (2)在 101kPa 时，氢气在 1.00mol 氧气中完全燃烧，生成 2.00mol 液态水，放出 571.6kJ 的热量，氢气的燃烧热为
16、_，表示氢气燃烧热的热化学方程式为 _。 解析：(1)4.0g 硫粉的物质的量为 1/8mol，在 O2 中完全燃烧时放出 27kJ 的热量，1mol 硫在 O2 中充分燃烧时放出的热量为 27kJ/mol8mol216kJ，故硫的燃烧热为 216kJ/mol，硫燃烧的热化学方程式为： S(s)O 2(g)=SO2(g)；H 216kJ/mol (2)1mol H2 在 O2 中完全燃烧时，消耗 O2 的物质的量为 mol，故 H2 的燃烧热为 12 kJ/mol 285.8kJ/mol，表示 H2 燃烧热的热化学方程式为： 571.62 H2(g) O2(g)=H2O(l)；H285.8kJ
17、/mol。 12 答案：(1)216kJ/mol S(s)O 2(g)=SO2(g)；H 216kJ/mol (2)285.8kJ/mol H2(g) O2(g)=H2O(l)；H285.8kJ/mol 12 14把煤作为燃料可通过下列两种途径获得热量： 途径：直接燃烧： C(s)O 2(g) CO2(g) (放热 Q1kJ) = = = = =点 燃 途径：先制成水煤气，再燃烧水煤气： C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g)(吸热 Q2kJ) Error!(共放热 Q3kJ) 试回答下列问题： (1)判断途径放出的总热量_( 填“大于” 、 “等于”或“小于”)途径 放出的总热量。 (2)在制水煤气的反应里，反应物所具有的总能量_ 生成物所具有的总能量(填“ 大于” 、 “等于”或“小于”)，因此在反应时，反应物就需要 _能量才能转化为生成物，其反应的条件为_。 (3)简述煤通过途径作为燃料的意义。 解析：物质燃烧时放出的热量仅与反应物最初状态及生成物的最终状态有关，而与其 中间变化过程无关，所以，煤虽经变为水煤气以及水煤气燃烧又变为 CO2，其实质就相当 于煤燃烧生成 CO2 的一步反应，故放出热量相同。 答案：(1)等于 (2) 小于 吸收 高温 (3)固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时减少 SO2 和烟尘对大气造成污染，而 且燃烧效率高，也便于输送。
