答案:
C
7.(2014·德阳联考)一些烷烃的燃烧热如下表:
化合物
燃烧热/kJ·mol-1
化合物
燃烧热/kJ·mol-1
甲烷
891.0
正丁烷
2878.0
乙烷
1560.8
异丁烷
2869.6
丙烷
2221.5
异戊烷
3531.3
下列表达正确的是( )
A.正戊烷的燃烧热大于3531.3kJ·mol-1
B.稳定性:
正丁烷>异丁烷
C.乙烷燃烧的热化学方程式为:
2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1560.8kJ·mol-1
D.相同物质的量的烷烃CnH2n+2,n越大,完全燃烧生成水和二氧化碳放出的热量越多
解析:
由正丁烷和异丁烷燃烧热推知,正戊烷燃烧热大于异戊烷燃烧热,A选项正确;正丁烷燃烧热大于异丁烷,说明正丁烷能量比异丁烷高,即正丁烷稳定性比异丁烷差,B选项错误;燃烧热表示的产物为稳定态,即水为液态,可燃物为1mol。
乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-3121.6kJ·mol-1,C选项错误;由表格数据知,对于烷烃,碳原子数越大,其燃烧热越大,应注意D项中水的聚集状态应为液态,D选项错误。
答案:
A
8.(2014·滨州质检)盖斯定律指出:
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
物质A在一定条件下可发生一系列转化,由下图判断下列关系错误的是( )
A.A→F,ΔH=-ΔH6
B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=1
C.C→F,|ΔH|=|ΔH1+ΔH2+ΔH6|
D.|ΔH1+ΔH2+ΔH3|=|ΔH4+ΔH5+ΔH6|
解析:
A到F,与F到A反应热数值相等,符号相反,A选项正确;能量守恒,A经过转化最终生成A,反应热总和等于0,B选项错误;根据盖斯定律知C项、D项都正确,反应热与路径关系。
答案:
B
9.(2014·绵阳诊断)火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料、过氧化氢为助燃剂。
已知下列各物质反应的热化学方程式:
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH1=-533.23kJ·mol-1
H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44kJ·mol-1
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH3=-196.4kJ·mol-1
则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为( )
A.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l)
ΔH=+817.63kJ·mol-1
B.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-641.63kJ·mol-1
C.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l)
ΔH=-641.63kJ·mol-1
D.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-817.63kJ·mol-1
解析:
由热化学方程式知,①N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH1=-533.23kJ·mol-1
②H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44kJ·mol-1
③2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH3=-196.4kJ·mol-1
依题意,水的状态不确定。
根据盖斯定律计算,若生成液态水,则①+②×2+③式得:
N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=(-533.23kJ·mol-1)+(-44kJ·mol-1)×2+(-196.4kJ·mol-1)=-817.63kJ·mol-1,A、C选项错误;若水为气态,则:
①-②×2+③式得:
N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=(-533.23kJ·mol-1)-(-44kJ·mol-1)×2+(-196.4kJ·mol-1)=-641.63kJ·mol-1,B选项正确,D选项错误。
答案:
B
10.(2014·绥化一模)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( )
A.氢气的燃烧热为285.5kJ/mol,则水电解的热化学方程式为:
2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5kJ/mol
B.1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量,它的热化学方程式为:
1/2CH4(g)+O2(g)===1/2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445kJ/mol
C.已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则C(碳)的燃烧热为110.5kJ/mol
D.HF与NaOH溶液反应:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
解析:
A项应为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571kJ/mol;C项中C(碳)的燃烧热是指1molC完全燃烧生成CO2(g)时放出的热量;D项应为HF(aq)+OH-(aq)===F-(aq)+H2O(l),由于HF电离吸热,则ΔH>-57.3kJ/mol。
答案:
B
11.(2014·蒙山一模)已知C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH1=-Q1kJ/mol,C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=-Q2kJ/mol,H2O(g)===H2O(l) ΔH3=-Q3kJ/mol。
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为( )
A.Q1+Q2+Q3B.0.5Q1-0.5Q2+1.5Q3
C.0.5(Q1+Q2+Q3)D.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3
解析:
23g酒精的物质的量为0.5mol,根据题意,可知其生成的为液态水,综合三个方程式,可得:
C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(Q1-Q2+3Q3)kJ/mol,故选B。
答案:
B
12.(2014·南通调研)使18g焦炭发生不完全燃烧,所得气体中CO占1/3体积,CO2占2/3体积,已知:
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH=-Q1kJ/mol;CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-Q2kJ/mol。
与这些焦炭完全燃烧相比较,损失的热量是( )
A.1/3Q1kJB.1/3Q2kJ
C.1/3(Q1+Q2)kJD.1/2Q2kJ
解析:
18g焦炭的物质的量为1.5mol,其中有1/3生成CO,即0.5molC反应生成了CO气体,根据盖斯定律,知损失的热量为0.5molCO燃烧生成CO2所放出的热量,即0.5Q2,选D。
答案:
D
二、非选择题
13.(2014·菏泽联考)Ⅰ.信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。
特别是能源与环境已成为当今社会焦点问题。
(1)中国在世界环境日中展示的主题为“生态安全与环境友好型社会”,下列措施不符合这一主题的是________。
A.氢气是清洁的能源,可以利用丰富的煤发电,然后电解水将得到的氢气作为能源
B.改革传统采煤时将煤层气(瓦斯,主要成分是甲烷)直接排入空气的做法,采用先开采和综合利用煤层气,然后再采煤的方法
C.推广使用液化石油气(LPG)替代汽油和柴油作公交车和出租车的燃料
D.逐渐在全国各省推广使用乙醇汽油
(2)根据“绿色化学”的思想,为了制备H2,某化学家设计了下列反应步骤:
①CaBr2+H2O
CaO+2HBr
②2HBr+Hg
HgBr2+H2
③HgBr2+CaO
HgO+CaBr2
④2HgO
2Hg+O2↑
你认为该方法的主要缺点是______________________________。
Ⅱ.
(1)2010年10月1日搭载“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功,该火箭使用的推进剂是液氢和液氧,这种推进剂的优点是________________________。
(2)已知:
H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8kJ/mol ①
H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92kJ/mol ②
O2(g)===O2(l) ΔH=-68.4kJ/mol ③
H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol ④
则液氢与液氧反应生成气态水的热化学方程式为
____________________________。
(3)如果此次“嫦娥二号”所用的燃料为1.08吨,液氢、液氧恰好完全反应生成气态水,总共释放能量________kJ(保留3位有效数字)。
解析:
Ⅰ.
(1)电解水需消耗大量电能,不利于节约能源。
(2)每步反应均需加热,使用重金属汞对环境产生污染。
Ⅱ.
(1)H2的燃烧热值高、无污染。
(2)根据盖斯定律反应①-②-
×③+④得
H2(l)+
O2(l)===H2O(g) ΔH=-206.68kJ/mol。
(3)1.08吨燃料中,液氢的质量为0.12吨。
答案:
Ⅰ.
(1)A
(2)循环过程需要很高的能量,且使用重金属汞,会对环境产生污染
Ⅱ.
(1)相同质量时,氢气燃烧放出的热量多,产物为水,无污染
(2)H2(l)+
O2(l)===H2O(g)
ΔH=-206.68kJ/mol
(3)1.24×107
14.(2014·马鞍山二模)能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。
(1)在25℃、101kPa时,16gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31kJ,则CH4燃烧的热化学方程式是______________________________。
(2)已知:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-437.3kJ/mol
H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH=-285.8kJ/mol
CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol
则煤的气化主要反应的热化学方程式是:
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=________kJ/mol。
解析:
(1)根据提供信息,1mol甲烷完全燃烧生成液态水放出890.31kJ的热量,因此其热化学方程式为:
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.31kJ/mol。
(2)设提供的三个反应分别为①、②、③,根据盖斯定律,C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)可以通过①-②-③得到,因此该反应的ΔH=-437.3kJ/mol-(-285.8kJ/mol)-(-283.0kJ/mol)=+131.5kJ/mol。
答案:
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.31kJ/mol
(2)+131.5
15.(2014·常熟二模)1840年,俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应热效应的基础上,总结出一条规律:
“一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的。
”这个规律被称为盖斯定律。
有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。
(1)根据下列反应的热化学反应式,计算由C(石墨,s)和H2(g)反应生成1molC2H2(g)的ΔH。
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2599.2kJ/mol,则由C(石墨,s)和H2(g)反应生成1molC2H2(g)的ΔH为________。
(2)已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出XkJ热量。
已知单质碳的燃烧热为YkJ/mol,则1molC与O2反应生成CO的反应热ΔH为________。
解析:
(1)①C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol ②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ/mol
③2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2599.2kJ/mol,根据盖斯定律,由①×2+②×1/2-③×1/2得:
2C(石墨,s)+H2(g)===C2H2(g) ΔH=(-393.5kJ/mol)×2+(-571.6kJ/mol)×1/2-(-2599.2kJ/mol)×1/2=+226.8kJ/mol。
(2)n(C)=0.3mol,n(O2)=0.2mol。
碳与氧气完全反应生成0.2molCO、0.1molCO2;生成0.1molCO2放出热量为0.1YkJ,所以,生成0.2molCO放出热量为(X-0.1Y)kJ,故1molC与O2反应生成CO的反应热ΔH=-(5X-0.5Y)kJ/mol。
答案:
(1)+226.8kJ/mol
(2)-(5X-0.5Y)kJ/mol
16.(2014·安庆二模)党的十七大报告指出:
“加强能源资源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力,坚持节约资源和保护环境的基本国策,发展环保产业。
”
(1)下列有关做法不符合上述要求的是________。
A.将煤液化、气化,提高燃料的燃烧效率
B.安装汽车尾气催化转化装置,使之反应:
4CO+2NO2
4CO2+N2
C.大力推广乙醇汽油的同时,研究开发太阳能汽车和氢燃料电池汽车
D.在水力发电、火力发电、核能发电和风力发电中要大力发展火力发电
(2)某学校课外兴趣小组为了研究煤的燃烧效率,甲、乙两组运用了四种不同的方法,他们都首先称量煤wg,在实验室中的密闭体系中燃烧,然后分别进行实验:
(已知:
煤的燃烧效率=
)
甲:
a.把燃烧后的气体物质通过足量的澄清石灰水,b.________,c.干燥,d.称量所得固体物质质量为ag;
乙:
a.把产生的气体通过足量的碱石灰,b.通过灼热的CuO(已称量过质量为mg),c.称量反应后的固体的质量为bg。
根据上述实验回答下列问题:
①甲实验中的步骤b的名称是________;
②通过甲组的实验能否得出燃烧效率:
________(填“能”或“否”);
③结合甲、乙的数据可以得出该煤的燃烧效率,该煤的燃烧效率为________(用含w、a、m、b的表达式表示);
④该实验能同时测出煤中碳的含量吗?
________(填“能”或“否”),碳的含量为________(用含w、a、m、b的表达式表示,如果不能测定出煤中碳的含量,该问不作答)。
(3)将煤转化为水煤气的主要化学反应为
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),C(s)、H2(g)和CO(g)完全燃烧的热化学方程式为:
C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5kJ·mol-1①
H2(g)+
O2(g)===H2O(g)
ΔH=-242.0kJ·mol-1②
CO(g)+
O2(g)===CO2(g)
ΔH=-283.0kJ·mol-1③
请回答:
①根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式:
_______________________________________________________________。
②水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料,CO和H2在一定条件下可以合成:
a.甲醇;b.甲醛;c.甲酸;d.乙酸。
试分析当CO和H2按1:
1的体积比混合反应,合成上述________(填序号)物质时,可以满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放。
解析:
(1)A中将煤液化和气化,能有效提高煤的燃烧效率;B中对汽车尾气进行处理,符合环境要求;C中推广乙醇汽油,有利于减少污染物的排放量;D中火力发电的主要燃料是煤,其燃烧产生的SO2是大气污染物,CO2是温室气体,不利于环境保护。
(2)研究家用煤的燃烧效率就是研究碳燃烧后的产物,碳燃烧后的产物有三种可能CO、CO2或它们的混合物。
甲组研究的是CO2,n(CO2)=
;乙组研究的是CO,n(CO)=n(O)=
。
两组单独的过程都达不到实验目的。
甲实验中的第b步操作是过滤;结合甲、乙两组的数据可以测定出煤中碳的含量。
(3)煤转化为水煤气的反应可由①-②-③得到,可得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol-1,CO和H2按1:
1反应合成物质时,可达到零排放,符合“绿色化学”的要求,则合成的物质的最简式应满足CH2O,则b、d符合。
答案:
(1)D
(2)①过滤 ②否 ③
④能
×100%
(3)①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol-1 ②b、d