《燃烧热能源》练习

《燃烧热能源》练习一、选择题1．下列说法不正确的是()①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧②化石燃料在燃烧过程中会产生污染环境的CO、SO2等有害气体③直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧效果好④固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低A．①② B．①③C．①④ D．③④解析：化石燃料只有在适当的温度和有足量氧气存在的情况下才能燃烧充分。化石燃料含硫元素，不经处理直接燃烧可产生污染环境的SO2，氧气不足时不完全燃烧又会产生CO，SO2、CO都会污染环境。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料除去了硫，不仅可以减少SO2的生成，而且能燃烧充分，提高燃烧效率，所以①④的说法是错误的。答案：C2．下列性质中，能说明乙醇宜作燃料的是()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．①②④C．①③④ D．②③④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①错误。答案：D3．燃烧热与反应热的关系是()A．燃烧热是反应热的一种类型B．当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应的反应热就是燃烧热C．燃烧热不属于反应热，反应热是在25℃、101kPa下测定的，而燃烧反应的温度要高D．反应热有正负之分，燃烧热全部是正值解析：可燃物是1mol且燃烧后生成稳定氧化物时的反应热才是燃烧热。答案：A4．下列说法正确的是()A．CO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101kPa时，1mol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，1mol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．下列有关反应热及能量变化的说法正确的是()A．反应CH4(g)＋2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－kJ·mol－1，则CH4的燃烧热是kJ·mol－1B．从化石能源到能源的多元化，其中核能不属于清洁能源，氢能属于清洁能源C．放热反应可以自发进行，而吸热反应需加热才能进行D．从能量守恒的角度看，用电解水法制得的氢气作常规能源是不可取的解析：燃烧热是指25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。这个定义中有三个要素：一是1mol可燃物；二是完全燃烧；三是生成稳定的化合物，选项A生成的是气态水，稳定的水应为液态，故A不正确；核能无污染，属于清洁能源，B不正确；放热反应并不是都可以自发进行的，例如，煤燃烧必须要达到它的着火点才行，所以开始反应前也需加热，故C不正确；选项D中电解水吸收的能量与氢气燃烧放出的能量是相等的，而使用过程中存在着能量的损失，热效率不可能为100%，故用这种方式得到的氢气作为常规能源是不可取的，故D正确。答案：D6．下列热化学方程式中，ΔH能正确表示物质的燃烧热的是()A．CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ/molB．C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－kJ/molC．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－kJ/molD．2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－11036kJ/mol解析：根据燃烧热的概念“1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量”知，CO(g)和气态水均不是稳定的化合物，故B、C错误；而D项中C8H18(l)的化学计量数为2，不符合燃烧热的概念。答案：A7．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：C8．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①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－kJ·mol－1下列说法正确的是()A．CH3OH的燃烧热为kJ·mol－1B．反应①中的能量变化如图所示C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量D．根据②推知反应CH3OH(l)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－kJ·mol－1解析：燃烧热是指在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，而在选项A中甲醇与氧气反应生成的是氢气，而非H2O(l)，故选项A错误；反应①中ΔH>0，属于吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，故选项B错误。由题目所给的将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理可知，该过程可能要吸热，也可能要放热，故选项C错误；由燃烧热的定义和反应②可知D项正确。答案：D二、非选择题9．(2022·临沂高三质检)能源可划分为一次能源和二次能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。氢气是一种高效而没有污染的二次能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋kJ/mol。根据以上叙述回答：(1)下列叙述正确的是()A．电能是二次能源 B．水力是二次能源C．天然气是一次能源 D．焦炉气是一次能源(2)已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－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()A．1∶ B．1∶C．∶1 D．∶1(3)关于用水制取二次能源氢气，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，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二次能源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，应属二次能源。直接利用水的动能和势能，水力应属一次能源，若用水力发电，则发出的电能应属于二次能源。天然气为一次能源。焦炉气是炼焦的产物，是从煤间接制取的，应属二次能源。(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)AC10．①CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋kJ②C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝－kJ/mol③eq\f(1,2)H2SO4(l)＋NaOH(l)=eq\f(1,2)Na2SO4(l)＋H2O(l)ΔH＝－kJ/mol④C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ/mol⑤CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ/mol⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－kJ/mol⑦2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－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)①中反应热的单位应是kJ/mol，②式不符合实际反应情况，碳和水的反应属于吸热反应，ΔH>0；③式中H2SO4、NaOH、Na2SO4的聚集状态应为aq。(2)据⑦可写出表示H2燃烧热的热化学方程式：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－kJ/mol。(3)燃烧热是101kPa1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，故④、⑤表示燃烧热的热化学方程式；同理，中和热指酸碱的稀溶液中和生成1mol水时所放出的热量，故⑥可表示中和热的热化学方程式。答案：(1)①②③①中ΔH单位有误；②不符合客观事实，ΔH应大于零；③除H2O外各物质均处于稀溶液中，应用aq标注(2)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－kJ/mol(3)④⑤⑥11．(2022·南京高二期末)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正丁烷2乙烷1异丁烷2丙烷22­甲基丁烷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，正丁烷和燃烧热大于异丁烷，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1kJ/mol，故乙烷燃烧热的热化学方程式为C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1kJ/mol(3)16gCH4(1molCH4)完全燃烧放出热量为kJ,16gC2H6完全燃烧放出热量为eq\f(1kJ,30g)×16g＝832kJ<kJ。CH4中m(C)∶m(H)＝12∶4＝3∶1，C2H6中m(C)∶m(H)＝24∶6＝4∶1，乙烷中碳的质量分数大于甲烷，因此得出：相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少。答案：(1)<(2)C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1kJ/mol(3)越少12．(知能提升)(2022·苏州调研)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＝－2kJ/mol已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ/mol试比较等物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量的比值约为________。(3)已知H2燃烧的热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－kJ/mol试比较等质量的H2和C3H8完全燃烧产生的热量的比值约为________。(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___________________________________________________________