2020年高中化学 第一章 化学反应与能量 1.2 燃烧热 能源练习 新人教版选修4

第一章 化学反应与能量 1.2 燃烧热 能源(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题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：C2下列图示关系不正确的是()解析： 燃烧热和中和热均属于反应热，两者是并列关系，A项正确；一次能源和二次能源是并列关系，而非交叉关系，B项错误；氧化还原反应既有放热反应又有吸热反应，非氧化还原反应也是既有放热反应又有吸热反应，C项正确；根据能源的分类及关系可知D项正确。答案：B3下列性质中，能说明乙醇宜作燃料的是()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可再生能源燃烧时放出大量的热ABC D解析：在选择燃料时，应从物质的燃烧热(燃烧热值高)，燃料的储量(储量大，可再生)，对生态环境的影响(无影响或尽可能小)等各方面综合考虑，乙醇燃烧热值高，充分燃烧生成物为CO2和H2O，对环境无污染，且可以由绿色植物光合作用的产物淀粉发酵制取，是一种可再生能源，而燃烧时发生氧化反应是所有可燃物燃烧时的共性，故错误。答案：D4下列说法正确的是()ACO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故反应一定是吸热反应B在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C物质燃烧都需要氧气D物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关解析：A中CO是强还原剂(高温时)，点燃时易和氧气反应，生成稳定的二氧化碳，故CO燃烧是放热反应；B中碳燃烧有完全燃烧与不完全燃烧，1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量叫燃烧热；任何发光放热的剧烈的化学反应都叫燃烧，如H2在Cl2中燃烧。答案：D5已知下列热化学方程式：CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H445.15 kJ/molCH4(g)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H607.3 kJ/molCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ/molCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJ/mol则CH4的燃烧热为()A445.15 kJ/mol B607.3 kJ/molC890.3 kJ/mol D802.3 kJ/mol解析：1 mol甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时的H890.3 kJ/mol，故甲烷的燃烧热为890.3 kJ/mol。答案：C6已知一些物质的燃烧热：物质H2CH4C2H2C2H5OH燃烧热H/kJmol1285.8890.31 299.61 366.8等质量的下列物质充分燃烧放出热量最多的是()AH2 BCH4CC2H2 DC2H5OH解析：等质量的氢气、甲烷、乙炔、乙醇，假设是46 g，则氢气有23 mol，放热为285.8 kJmol123 mol6 573.4 kJ；甲烷有2.875 mol，放热为890.3 kJmol12.875 mol2 559.6 kJ；乙炔有1.77 mol，放热为1 299.6 kJmol11.77 mol2 299.3 kJ；乙醇有1 mol，放热为1 366.8 kJ，综上可知，相同质量时氢气放热最多。答案：A7甲醇属于可再生能源，可代替汽油作为汽车的燃料，下列能正确表示甲醇燃烧热的热化学方程式为()ACH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H763.3 kJ/molBCH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H763.3 kJ/molCCH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H675.3 kJ/molD2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 526.6 kJ/mol解析：根据燃烧热的定义，书写表示燃烧热的热化学方程式时要以1 mol可燃物为标准，其他物质的计量数可用分数，且生成物为稳定氧化物。答案：B8下列说法正确的是()ACH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H801.3 kJ/mol结论：CH4的燃烧热为801.3 kJ/molBSn(s，灰)Sn(s，白)H2.1 kJ/mol(灰锡为粉末状)结论：锡制品在寒冷的冬天因易转化为灰锡而损坏C稀溶液中有：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol结论：将盐酸与氨水的稀溶液混合后，若生成1 mol H2O，则会放出57.3 kJ的能量DC(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1C(s，金刚石)O2(g)=CO2(g)H395 kJmol1结论：相同条件下金刚石性质比石墨稳定解析：A错，H2O为液态时才是CH4的燃烧热；C错，氨水因电离需要吸收热量，放出的热量将小于57.3 kJ。D项，将两方程式相减，得C(s，石墨)=C(s，金刚石)H1.5 kJ/mol意味着石墨变成金刚石要吸收能量，即金刚石比石墨能量高，根据能量高则不稳定的规律，可知D不正确。答案：B925 ，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5 518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJ/molBKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJ/molCC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 518 kJ/molD2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5 518 kJ/mol解析：本题考查了燃烧热、中和热的含义及热化学方程式的书写。A项中中和热应为生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，并且反应生成难溶物BaSO4，对体系热量有影响，故A错；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，C项中H2O(g)应为H2O(l)，D项中C8H18应为1 mol，故C、D错。答案：B10已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)HQ1 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)HQ2 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)HQ3 kJmol1常温下，取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复到常温，放出的热量(单位：kJ)为()A0.4Q10.05Q3 B0.4Q10.05Q2C0.4Q10.1Q3 D0.4Q10.2Q3解析：常温下水呈液态，可利用反应进行计算，11.2 L混合气体中n(CH4)0.4 mol，n(H2)0.1 mol，即0.4 mol CH4燃烧放出的热量为0.4Q1 kJ,0.1 mol H2燃烧放出的热量为0.05Q3 kJ，故总共放出的热量为(0.4Q10.05Q3) kJ。答案：A二、非选择题11能源可划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，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJ/mol。根据以上叙述回答：(1)下列叙述正确的是(双选)()A电能是二级能源B水力是二级能源C天然气是一级能源 D焦炉气是一级能源(2)已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ/mol，等质量的氢气和甲烷分别完全燃烧后，放出的热量之比约为()A13.4 B11.7C2.61 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(双选)()A组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气解析：(1)电能通常是由其他能源(如煤、石油等)间接制取的，应属于二级能源。直接利用水的动能和势能，水力应属于一级能源，若用水力发电，则发出的电能应属于二级能源。天然气为一级能源。焦炉气是炼焦的产物，是从煤间接制取的，应属于二级能源。(3)构成水的氢、氧两元素与其单质H2和O2性质不同，水不能燃烧，O2也不是可燃物，O2只是能助燃，A错。水的分解是吸热反应，利用太阳能产生高温使水分解，此法可取，B正确。催化剂只能改变反应的速率，却不能把水分解，水分解的反应是吸热反应，C错。D是一个可以肯定的研究方向，以解决分解水制H2的问题。答案：(1)AC(2)C(3)AC12CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H177.7 kJC(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ/molH2SO4(l)NaOH(l)=Na2SO4(l)H2O(l)H57.3 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/molCO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJ/molHNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/mol(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)根据上述信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式：_。(3)上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式为_；表示中和热的热化学方程式为_。解析：(1)中反应热的单位应是kJ/mol，式不符合实际反应情况，碳和水的反应属于吸热反应，H0；式中H2SO4、NaOH、Na2SO4的聚集状态应为aq。(2)据可写出表示H2燃烧热的热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol。(3)燃烧热是101 kPa 1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，故、表示燃烧热的热化学方程式；同理，中和热是指酸碱的稀溶液中和生成1 mol水时所放出的热量，故可表示中和热的热化学方程式。答案：(1)中H单位有误；不符合客观事实，H应大于零；除H2O外各物质均处于稀溶液中，应用aq 标注(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol(3)13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)H2 220.0 kJmol1已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.57 kJmol1试比较同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧，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)H571.6 kJmol1试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“由煤与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气”“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气”，可知化学方程式为CH2O(g)COH2；(2)同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧，产生的热量比值为2 220.0282.577.861。 同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值为142.950.52.831。答案：(1)CH2O(g)COH2(2)7.861(3)2.831(4)来源丰富；产物无污染14以下是一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)数据，回答下列问题：化合物燃烧热化合物燃烧热甲烷891.0正丁烷2 878.0乙烷1 560.8异丁烷2 869.6丙烷2 221.52甲基丁烷3 531.3(1)已知：物质的能量越高越不稳定，根据表中的数据，比较正丁烷、异丁烷的热稳定性：正丁烷_异丁烷(填“”或“”)。(2)写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式：_。(3)相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量_(填“越多”“越少”或“相同”)。解析：(1)由表中数据可知，正丁烷的燃烧热大于异丁烷，燃烧热越大，能量越高，越不稳定，由此知正丁烷的热稳定性小于异丁烷。(2)由表查得乙烷的燃烧热为1 560.8 kJ/mol，故乙烷燃烧热