高二化学选修4同步练习12燃烧热能源.docx
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高二化学选修4同步练习12燃烧热能源
1-2燃烧热 能源
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1.下列分别是利用不同能源发电的实例图形,其中不属于新能源开发利用的是( )
【答案】 C
2.(2011·广东中山一中高二期中检测)25℃、101kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、890.3kJ·mol-1、2800kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+571.6kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1
D.
C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1400kJ·mol-1
【解析】 根据燃烧热的定义可知,A项中一氧化碳不是稳定氧化物,B项中该反应是放热反应,ΔH表达错误,C项中水应该为液体才是稳定的,故只有D项是正确的。
【答案】 D
3.(2011·济源高二检测)下列各组物质的燃烧热相等的是( )
A.碳和一氧化碳
B.1mol碳和3mol碳
C.3molC2H2和1molC6H6
D.淀粉和纤维素
【解析】 燃烧热是物质的性质,与量的多少无关。
【答案】 B
4.下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是( )
①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量的热
A.①②③ B.①②④
C.①③④D.②③④
【解析】 C2H6O可以通过酿造方法制得,可知乙醇是一种可再生能源,乙醇完全燃烧的反应方程式为C2H6O+3O2
2CO2+3H2O,可知产物不引起污染,有机物燃烧时都发生氧化反应,这并不是乙醇作为燃料的优点。
【答案】 D
5.下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃,101kPa):
①C4H10(g)+
O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2878kJ·mol-1
②C4H10(g)+
O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g) ΔH=-2658kJ·mol-1
③C4H10(g)+
O2(g)===4CO(g)+5H2O(l) ΔH=-1746kJ·mol-1
④C4H10(g)+
O2(g)===4CO(g)+5H2O(g) ΔH=-1526kJ·mol-1
由此判断,正丁烷的燃烧热ΔH为( )
A.-2878kJ/molB.-2658kJ/mol
C.-1746kJ/molD.-1526kJ/mol
【解析】 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,即C→CO2(g),H→H2O(l)。
【答案】 A
6.已知:
①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH1 ②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2,下列说法中正确的是( )
A.碳的燃烧热ΔH为0.5ΔH1kJ/mol
B.②能表示CO燃烧热的热化学方程式
C.碳的燃烧热ΔH=0.5(ΔH1+ΔH2)
D.碳的燃烧热小于CO的燃烧热
【解析】 碳的燃烧热是指1molC完全燃烧生成CO2(g)时的ΔH,而①不是指C的燃烧热;由②知CO的燃烧热为0.5ΔH;由①和②可知C的燃烧热为ΔH=0.5(ΔH1+ΔH2)。
【答案】 C
7.已知丙烷的燃烧热为2217.8kJ/mol,则下列热化学方程式中,正确的是( )
A.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+2217.8kJ·mol-1
B.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2217.8kJ·mol-1
C.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2217.8kJ·mol-1
D.
C3H8(g)+O2(g)===
CO2(g)+
H2O(l) ΔH=-443.6kJ·mol-1
【解析】 C3H8的燃烧是放热反应,ΔH<0,A项不正确;C3H8的燃烧热是指25℃、101kPa时,1molC3H8完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,生成的H2O应是液态,B项不正确,C项正确;D项中C3H8的物质的量是
mol,ΔH=-443.6kJ/mol,D项正确。
【答案】 CD
8.一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为QkJ(Q>0),经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5mol/L的KOH溶液100mL,恰好生成正盐,则此条件下反应:
C4H10(g)+13/2O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH为( )
A.+8QkJB.+16QkJ
C.-8QkJD.-16QkJ
【解析】 由题意可得如下关系:
C4H10——4CO2——8KOH
1mol 8mol
nmol 0.5mol
解得n=
mol,当1molC4H10燃烧时放出的热量应为16Q,ΔH为负值。
【答案】 D
9.(2011·桂林中学高三月考)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.正戊烷的燃烧热小于3513.3kJ·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,燃烧放出的热量越多
【解析】 A错,由图表正丁烷的燃烧热大于异丁烷的燃烧热,那么正戊烷的燃烧热大于异戊烷的燃烧热,大于3531.3kJ·mol-1;B错,由图表正丁烷的燃烧热大于异丁烷的燃烧热,知道正丁烷的能量大于异丁烷,稳定性:
正丁烷<异丁烷;C错,乙烷燃烧的热化学方程式为:
2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(l);ΔH=-1560.8×2kJ·mol-1。
【答案】 D
10.(2011·山东省潍坊市高三检测)已知CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-Q1kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(g);ΔH=-Q2kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-Q3kJ·mol-1。
常温下,取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况下),经完全燃烧后恢复至室温,则放出的热量为( )
A.0.4Q1+0.05Q3B.0.4Q1+0.05Q2
C.0.4Q1+0.1Q3D.0.4Q1+0.2Q2
【解析】 室温下水为液态,混合气体中含0.4molCH4、0.1molH2,其燃烧放热即为0.4Q1+
×0.1=0.4Q1+0.05Q3。
【答案】 A
二、非选择题
11.在1.01×105Pa时,16gS在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫,放出148.5kJ的热量,则S的燃烧热为________________。
【解析】 16gS为0.5mol,放出148.5kJ的热量,则1molS燃烧放热为297kJ·mol-1。
【答案】 297kJ·mol-1
12.化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。
这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热。
由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等。
(1)下列ΔH表示物质的燃烧热的是________;表示物质中和热的是________(填“ΔH1”、“ΔH2”或“ΔH3”等)。
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1
B.C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3
D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH4
E.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH5
F.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6
G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH7
H.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH8
(2)根据2.00gC2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出99.6kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
_________________。
【解析】
(1)根据燃烧热的含义可知ΔH4、ΔH5为燃烧热。
根据中和热的含义可知ΔH6为中和热。
(2)2.00gC2H2完全燃烧放出热量为99.6kJ可得1molC2H2气体完全燃烧放出热量为99.6kJ÷(2.00g/26g)=1294.8kJ。
故C2H2气体燃烧的热化学方程式为:
C2H2(g)+
O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1294.8kJ/mol。
【答案】
(1)ΔH4、ΔH5 ΔH6
(2)C2H2(g)+
O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1294.8kJ/mol
13.下表是几种常用燃料(1mol)完全燃烧时放出的热量:
物质
炭粉
(C)
一氧化碳
(CO)
氢气
(H2)
甲烷
(CH4)
乙醇
(C2H5OH)
状态
固体
气体
气体
气体
液体
热量
(kJ)
392.8
282.6
285.8
890.3
1367
(1)从热量角度分析,目前最适合家庭使用的优质气体燃料是________。
(2)写出管道煤气中的一氧化碳燃烧的热化学方程式________________________。
1mol一氧化碳充分燃烧,需消耗氧气的物质的量是________mol。
(3)充分燃烧1mol表中各种燃料,排放出二氧化碳的量最多的是________________。
(4)矿物燃料储量有限,而且在燃烧过程中会产生污染。
根据能源多样化的发展战略,我国开发利用的绿色能源有氢能、________等。
【解析】 由表中数据可知1mol甲烷气体完全燃烧放出热量最多,故家庭使用的优质气体燃料应选甲烷;1mol一氧化碳完全燃烧放出热量282.6kJ,则表示其燃烧的热化学方程式为CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.6kJ/mol。
【答案】
(1)甲烷
(2)CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.6kJ/mol 0.5
(3)乙醇 (4)太阳能(或风能、地热能等)
14.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,它由煤炭与水蒸气反应制得,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=-2219.9kJ/mol
已知CO气体燃烧的热化学方程式为:
CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-283kJ/mol
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) ΔH=-571.6kJ/mol
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“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气,它由炭与水(蒸气)反应制得……”,可知反应的化学方程式为C+H2O(g)
CO+H2;
(2)同物质的量的C3H8和CO燃烧,产生的热量比值为:
=7.844:
1;
(3)等质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值为:
=14:
5。
【答案】
(1)C+H2O(g)
CO+H2
(2)7.844:
1 (3)14:
5
(5)来源丰富,产物无污染
15.请你阅读材料后填空:
(1)某无色液体A,通电时生成无色气体B和C,B能使带火星的木条复燃,C能在空气中燃烧,发出蓝色火焰且只生成A。
则B、C的化学式分别为________、________。
(2)若已知每摩尔气体C燃烧后生成A液体时放出285.8kJ的热量,试写出其燃烧的热化学方程式:
________________________。
(3)能源在我们的生活中占有重要的地位,其依据产生的方式可分为一级能源和二级能源。
自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源;需要依据其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。
气体C属于________能源(“一级”或“二级”),其作为能源最突出的优点是________________________________________________。
(4)有人认为气体C作为能源是不现实的,你认为呢?
如果你认为现实,回答出理由;若认为不现实,则回答出不现实的理由。
_________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】 根据描述和液体A、气体B和C的性质,可知A为H2O,B为O2,C为H2;气体C完全燃烧生成液体水;氢气作为能源需要依靠其他能源间接制取,属于二级能源,其燃烧时只生成水,无污染。
【答案】
(1)O2 H2
(2)H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol
(3)二级 燃烧的产物是水,不会给环境带来任何污染
(4)不现实,现有的制氢方法耗能太大,且其储存和运输都很困难