2燃烧热 能源 反应热的计算资料.docx

1、2燃烧热 能源 反应热的计算资料6-2燃烧热能源反应热的计算一、选择题1下列图示关系中不正确的是()解析：一次能源与二次能源不能重叠。答案：B2已知一些燃料的H数据如下：燃料一氧化碳甲烷异辛烷乙醇H283.0kJmol1891.0kJmol15 461kJmol11 366.8kJmol1使用上述燃料，最能体现“低碳经济”理念的是()A一氧化碳 B甲烷C异辛烷 D乙醇解析：燃烧放出的热量相同时，生成CO2最少的(或生成1mol CO2时放出的热量最多的)符合题意，B项正确。答案：B3(2011浙江舟山模拟)下列有关能源与能量的说法正确的是()A煤和石油是经过亿万年形成的，亿万年后煤和石油还会生

2、成故二者属可再生能源B蒸汽属于一次能源C凡经过加热而发生的反应都是吸热反应，常温下进行的反应都是放热反应D反应物和生成物的总能量决定反应是放热还是吸热解析：煤和石油是化石燃料，属不可再生能源，A错；蒸汽属于二次能源，B错；放热反应有时候也要加热才能进行，如碳的燃烧，C错；反应是放热还是吸热，决定于反应物和生成物的总能量的相对大小，D对。答案：D4(2011海南高考)某反应的H100kJmol1，下列有关该反应的叙述正确的是()A正反应活化能小于100kJmol1B逆反应活化能一定小于100kJmol1C正反应活化能不小于100kJmol1D正反应活化能比逆反应活化能大100kJmol1解析：过

3、渡状态的平均能量减去反应物分子的平均能量等于正反应的活化能，过渡状态的平均能量减去生成物分子的平均能量等于逆反应的活化能；反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能。D选项正确。答案：D5已知25、101kPa时，乙烯和乙炔(C2H2)燃烧的热化学方程式分别为C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1411 kJmol1；2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2600 kJmol1；又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法不正确的是()A物质的燃烧热越大，火焰温度越高B相同条件下等体积乙烯和乙炔完全燃烧时，乙炔放热较少C25、101kPa时，1m

4、ol乙烯完全燃烧生成气态产物时，放出的热量小于1411kJD乙炔的燃烧热为 1300 kJmol1解析：C2H4的燃烧热为1411 kJmol1，C2H2的燃烧热为1300kJmol1，而乙炔燃烧的火焰温度高于乙烯，A项错误。答案：A6(2011南师附中测试)已知：101kPa时，C(s)1/2O2(g)=CO(g)H1110.5kJmol1；稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H257.3kJmol1。下列结论正确的是()A若碳的燃烧热用H3来表示，则H3H1C浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJmol1D稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量解

5、析：H本身有正负之分，放热为负值，吸热为正值。燃烧热是指生成稳定氧化物所放出的热量，碳燃烧生成的稳定氧化物为CO2，因为CO燃烧生成CO2是放热反应，因此，H30)。下列说法正确的是()A相同条件下，2mol SO2(g)和1mol O2(g)所具有的能量小于2mol SO3(g)所具有的能量B将2mol SO2(g)和1mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出热量为QkJC增大压强或升高温度，该平衡都向逆反应方向移动D如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ，则此过程中有2mol SO2(g)被氧化解析：由于SO2和O2反应放热，所以相同条件下，2mo

6、l SO2(g)和1mol O2(g)所具有的能量大于2mol SO3(g)所具有的能量，A错误。SO2和O2的反应是可逆反应，将2mol SO2(g)和1mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，参加反应的SO2小于2mol，放出的热量小于QkJ，B错误。增大压强，该平衡向正反应方向移动，C错误。答案：D13下图是一个一次性加热杯的示意图，当水袋破裂时，水与固体碎块混合，可安全加热杯内食物，加热杯中可选用的固体碎块是()A硝酸铵 B生石灰C氯化钠 D碳化钙解析：氯化钠溶于水，溶液温度不变，而硝酸铵引起溶液温度降低，碳化钙溶于水产生气体，故A、C、D均不宜选用；而生石灰溶于水放出大量的热，

7、引起溶液温度升高，可加热食物。答案：B14将V1mL 1.00molL1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1V250)。下列叙述正确的是()A做该实验时环境温度为22B该实验表明化学能可以转化为热能CNaOH溶液的浓度约是1.00molL1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：当加入5mL HCl溶液时，反应放出热量，混合液的温度达到22，故环境的温度应低于22。由图像可知盐酸与氢氧化钠溶液反应是放热反应，化学能转化为热能，当V1为30mL时，恰好反应放出热量最多，NaOH溶液的浓度为：1.50molL1。有水生成

8、的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O。答案：B15化学反应N23H2=2NH3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是()AN2(g)3H2(g)=2NH3(l)H2(abc)kJmol1BN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H2(ba)kJmol1C. N2(g)H2(g)=NH3(l)H(bca)kJmol1D. N2(g)H2(g)=NH3(g)H(ab)kJmol1解析：由盖斯定律及图示可推知N2(g)3H2(g)=2NH3(l)的反应热H2akJmol12bkJmol12ckJmol12(abc)kJmol1，A项正确；N2

9、(g)3H2(g)=2NH3(g)的反应热H2(ab)kJmol1，B项错； N2(g)H2(g)=NH3(l)的反应热H(abc)kJmol1，C项错； N2(g)H2(g)=NH3(g)的反应热H(ab)kJmol1，D项错。答案：A二、非选择题16(2012北京理综)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环作用。反应A：4HClO22Cl22H2O(1)已知：i.反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量。ii.H2O的电子式是_ _。反应A的热化学方程式是_ _。断开1mol HO键与断开1mol HCl键所需能量相差约为_kJ，H2O

10、中HO键比HCl中HCl键(填“强”或“弱”)_。(2)对于反应A，下图是在4种投料比n(HCl)：n(O2)，分别为1：1、2：1、4：1、6：1下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。曲线b对应的投料比是_ _。当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是_。投料比为2：1、温度为400时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_ _。解析：(1)由题给条件可知，4mol HCl被氧化，放出热量为115.6kJ，可知H115.6kJ/mol；由H(生成物键能之和反应物键能之和)可得，E(HO)E(HCl)115.6(4982243)/4kJ/mol

11、31.9kJ/mol，键能越大，化学键越稳定、越强，所以水中的HO键比氯化氢中HCl键强。(2)在其他条件不变时，O2的量越大，HCl的转化率越大，由此可确定a为6：1，b为4：1，c为2：1，d为1：1；由图可知，当HCl的转化率相同时，温度由低到高对应的投料比为4：1、2：1、1：1，由此可确定温度与投料比的关系是：投料比越高达到相同转化率所需的温度越低；由图可读出投料比为2：1、温度为400时，HCl的转化率为80%，设投入的HCl为2mol，O2为1mol，由此可建立三段式：4HClO22Cl22H2On(起)/mol 2 1 0 0n/mol 1.6 0.4 0.8 0.8n(平)/

12、mol 0.4 0.6 0.8 0.8所以平衡混合气中Cl2的物质的量分数100%30.8%。答案：(1)4HCl(g)O2(g) 2Cl2(g)2H2O(g)H115.6kJ/mol32强(2)4：1投料比越高，对应的反应温度越低30.8%17(2012安徽八校联考)甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如下图所示。(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)过程与过程的反应热是否相同？_，原因是什么？_。(3)写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式。_。(4)甲醇催化脱氢转化为甲醛的过程中，如果要使反应温度维持在7

13、00，需向体系中通入空气，则进料甲醇与空气的物质的量理论比值为多少？假设：H2(g)O2(g) H2O(g)HakJmol1，在空气中氧气体积分数为0.2，a0_ _。解析：(1)1mol HCHO和1mol H2的总能量(E2)大于1mol CH3OH总能量(E1)，则反应CH3OHHCHOH2是一个吸热反应。(2)过程与过程虽然反应的途径不同，但是化学反应的反应热只与反应体系的起始状态和最终状态有关，而与反应途径无关，因此反应热相同。(3)CH3OH(g) HCHO(g)H2(g)H(E2E1)kJmol1关键注意各物质状态，HCHO是气态。(4)CH3OH(g) HCHO(g)H2(g)

14、H(E2E1)kJmol11mol (E2E1)kJmol1n(CH3OH) n(CH3OH)(E2E1)kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)HakJmol1 0.5mol akJmol1 n(O2) 2n(O2)akJmol1则有n(CH3OH)(E2E1)2n(O2)a，即。答案：(1)吸热(2)相同一个化学反应的反应热仅与反应体系的起始状态和最终状态有关，而与反应的途径无关(3)CH3OH(g) HCHO(g)H2(g)H(E2E1)kJmol1(4)18通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。已知部分化学键的键能如下：化学键NHNNO=ONNOH键能(kJm

15、ol1)386167498946460(1)发射神舟飞船的长征火箭用了肼(N2H4，气态)为燃料，若它在氧气(气态)中燃烧，生成N2(气态)和H2O(液态)。1mol肼完全燃烧时放出的热量为_。(2)为了提高肼(N2H4)燃烧过程中释放的能量，常用二氧化氮作氧化剂代替氧气，这两者反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.7kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534kJmol1试写出肼和NO2完全反应的热化学方程式：_ _。(3)随着中国空间技术的发展，寻找更高效的火箭推进剂也被提到了议事日程。在实验室我国科研人员应用电子计算机模拟

16、出具有高能量的物质N60，它的结构与C60十分相似。已知N60分子中每个N原子均以氮氮键结合三个氮原子，且N60分子结构中每个氮原子均形成8个电子的稳定结构。试推测1个N60的结构含有_个NN键。解析：(1)据题意，肼燃烧时发生反应为N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(l)，故H(3864167)498(94622460)577(kJmol1)，即1mol 肼完全燃烧时放出的热量为577kJ。(2)根据题意，要求计算下列反应的反应热的值：N2H4(g)NO2(g)=3/2N2(g)2H2O(g)H3。根据盖斯定律，一个反应仅与其始态和终态有关，而与其过程无关，则存在：2，即：H3H2

17、H12567.85kJmol1。(3)由于氮原子最外层电子数为5，而已知N60分子中每个N原子均以氮氮键结合三个氮原子，故N60分子中只存在着NN键，再根据原子的均摊思想，在N60分子中应共有90个NN键。答案：(1)577kJ(2)N2H4(g)NO2(g)=3/2N2(g)2H2O(g) H567.85kJmol1(3)9019已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如下图所示：(1)在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80g/mol，则该蒸气中S2分子的体积分数不小于_

18、。(2)在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的H表示生成1mol产物的数据)。写出表示S8燃烧热的热化学方程式_ _。写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式_ _。若已知硫氧键的键能为dkJmol1，氧氧键的键能为ekJmol1，则S8分子中硫硫键的键能为_。解析：(1)采用极值法讨论，因平均摩尔质量为80g/mol，所以当混合气体中只含有S2和S4时，S2的体积分数最小，根据十字交叉法求得(S2)75%。(2)燃烧热指的是1mol燃料完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，因此根据定义先写出化学方程式，S8(s)8O2(g) 8SO2(g)，又由于题干中给出的焓变是指生成1mol产物的数据，因此该反应的热化学方程式为S8(s)8O2(g)=8SO2(g)H8akJmol1。可根据题中图示直接写出热化学方程式。设S8分子中硫硫键的键能为xkJmol1，由于反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，结合可得8x8e16d8