第二节 燃烧热 能源
课后篇巩固提升
基础巩固
1.下列分别是利用不同能源发电的实例图像,其中不属于新能源开发利用的是( )
解析火力发电利用的是化石能源,化石能源不属于新能源。 答案C 2.下列说法中不正确的是( )
A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B.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 C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好 D.将固体煤变为气体再燃烧,燃烧效率将提高
解析燃料只有在与足量的空气或氧气充分接触的条件下才能充分燃烧。 答案A 3.“能源分类相关图”如图,下列选项中的能源全部符合图中阴影部分的是( )
A.煤炭、石油、潮汐能 B.水能、生物质能、天然气 C.太阳能、风能、生物质能 D.地热能、海洋能、核能
解析煤炭、石油、天然气均不是新能源;核能、地热能不是来自太阳的能量;太阳能、风能、生物质能符合要求,故C项正确。 答案C 4.下列对燃烧热的说法正确的是( )
A.1 mol纯物质完全燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热 B.放热反应的热化学方程式中,ΔH就是该反应物的燃烧热
C.物质的燃烧热不能用仪器通过实验测得
D.物质燃烧必然伴随发光发热现象且肯定是氧化还原反应
解析在燃烧热的定义中有三个要点:①必须是在101kPa条件下;②可燃物必须为1mol;③可燃物必须完全燃烧,生成稳定的氧化物如液态水、二氧化碳气体等。A项,未强调“101kPa”和“生成稳定的氧化物”;B项,放热反应不一定是燃烧反应;C项,物质的燃烧热可利用仪器通过实验测得;D项,燃烧是剧烈的、发光发热的氧化还原反应。 答案D 5.下列说法正确的是( )
A.在101 kPa时,1 mol S(s)和2 mol S(s)的燃烧热相等
B.1 mol浓硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
C.CO是不稳定的氧化物,它能继续与氧气反应生成稳定的CO2,所以CO的燃烧反应一定是吸热反应 D.101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
解析由燃烧热的定义可知,燃烧热与参加反应的物质的量无关,故A项正确;中和热是指在稀溶液里强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时的反应热,而这里是浓硫酸,而且生成2molH2O(l)和BaSO4沉淀,故B项错误;CO的燃烧反应是放热反应,故C项错误;101kPa时,1mol碳完全燃烧生成二氧化碳气体所放出的热量才是碳的燃烧热,故D项错误。 答案A 6.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为: 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为( ) A.2 912 kJ B.2 953 kJ C.3 236 kJ D.3 867 kJ 解析1molCO完全燃烧放出的热量是2kJ,3molCH4完全燃烧放出的热量是3×890kJ,释放的总热量566为(+890×3)kJ=2953kJ。
2566
答案B 7.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式分别为:
1
H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
21
CO(g)+2O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
25
C8H18(l)+2O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)
H2(g)+O2(g)
ΔH=-5 518 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
-1ΔH=-890.3 kJ·mol
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是( ) A.H2(g) B.CO(g) C.C8H18(l) D.CH4(g)
解析可以先分别求出1g可燃物燃烧放出的热量,再进行比较。 答案B 8.下列表示物质燃烧热的热化学方程式的是( ) A.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1 B.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1 C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1 D.2CH3CH2OH(l)+O2(g)2CH3CHO(l)+2H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1
解析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,叫该物质的燃烧热。A项中水应为液态且NH3的化学计量数应为1;C项中CO的化学计量数应为1;D项中乙醇完全燃烧应生成CO2和液态水。 答案B 9.已知一些烷烃的燃烧热如下表:
烷烃 甲烷 (CH4) 乙烷 (C2H6) 丙烷 (C3H8) 燃烧热 烷烃 -1(kJ·mol)正丁烷 890.31 (C4H10) 异丁烷 1 559.8 (C4H10) 异戊烷 2 219.9 (C5H12) 燃烧热 (kJ·mol-1)2 878.0 2 869.6 3 531.3
(1)热稳定性:正丁烷 (填“>”或“<”)异丁烷。
(2)写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式 。
(3)相同物质的量的烷烃,分子中碳原子数越多,燃烧放出的热量越 (填“多”或“少”)。 (4)有同学估计“正戊烷(C5H12)的燃烧热在3 540 kJ·mol-1左右”,你认为正确吗? 。理由是 。
解析(1)物质所具有的能量越低越稳定。1mol的正丁烷和异丁烷分别燃烧时,正丁烷放出的热量多,说明正丁烷所具有的能量高,因此,异丁烷比正丁烷稳定。 (3)由表中提供的数据可以推出,物质所含碳原子数越多,燃烧放出的热量越多。
(4)由表中数据可以推知,正丁烷的燃烧热略大于异丁烷的燃烧热,所以正戊烷的燃烧热也应略大于异戊烷的燃烧热。 答案(1)< (2)C2H6(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1
2
(3)多
(4)正确 正丁烷的燃烧热比异丁烷的略大,所以正戊烷的燃烧热也应略大于异戊烷
10.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题,回答下列问题:
(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家,下列关于煤作燃料的论点正确的是 (填字母)。
A.煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单燃烧掉太可惜,应该综合利用
B.煤是发热量很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开采成本低,用煤作燃料实惠 C.煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘,对环境污染严重
D.通过洁净煤技术,如煤的气化和液化,以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率
(2)某国科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属,用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器,该雾化器的作用是 。
(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量,则乙醇完全燃烧的热化学方程式为 。
解析(1)煤是一种化石燃料,也是重要的化工原料,属于非可再生能源,把煤作燃料简单燃烧掉是一种浪费,并且煤中所含的硫在燃烧时生成SO2会对环境造成污染,通过洁净煤技术,如煤的气化和液化,以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率。(2)煤油雾化后可使煤油与助燃剂充分接触,提高燃烧效率。(3)根据已知条件,1mol乙醇完全燃烧放出的热量为59.43kJ×46g
=1366.89kJ。 2.0g
7
答案(1)ACD (2)使煤油雾化,增大与助燃剂的接触面积,提高燃烧效率 (3)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.89 kJ·mol-1
能力提升
11.已知:2H2(g)+O2(g)890.3 kJ·mol-1。
2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3 696 kJ。则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( ) A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3
解析设原混合气体中H2、CH4的物质的量分别为n1、n2。
??1+??2=5mol 1
??1×571.6kJ·mol-1×+??2×890.3kJ·mol-1
2
=3696kJ{
解得:n1=1.25mol,n2=3.75mol。 n1∶n2=1∶3。 答案B 12.在一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ,经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 mol·L-1的KOH溶液100 mL,恰好生成正盐,则此条件下反应C4H10(g)+O2(g)的ΔH为( ) A.+8Q kJ·mol-1 B.+16Q kJ·mol-1 C.-8Q kJ·mol-1 D.-16Q kJ·mol-1 解析据元素守恒建立关系式:
C4H10~4CO2~8KOH ~ ΔH
8mol ΔH
-1
5mol·L×0.1L -QkJ·mol-1
则
8mol×??kJ·mol
ΔH=-0.5mol-1
132
4CO2(g)+5H2O(g)
=-16QkJ·mol-1
答案D 13.乙醇汽油是普通汽油与燃料乙醇调和而成的,它可有效改善汽油的性能和质量,降低CO、碳氢化合物等主要污染物的排放。乙醇的燃烧热是1 366.8 kJ·mol-1。燃烧1 mol这种乙醇汽油生成CO2和液态水,放出的热量为Q kJ。测得该汽油中乙醇与汽油的物质的量之比为1∶9。有关普通汽油(设分子式为CxHy)燃烧的热化学方程式正确的是( )
????
A.CxHy(l)+(x+4)O2(g)xCO2(g)+2H2O(l) ΔH=(-Q+1 366.8) kJ·mol-1
??
4??
C.CxHy(l)+(x+)O2(g)
4??
D.CxHy(l)+(x+4)O2(g)
B.CxHy(l)+(x+)O2xCO2(g)+H2O(l)ΔH=- kJ·mol-1 xCO2(g)+H2O(l) ΔH=-??
2??
xCO2(g)+2H2O(l)
9??
kJ·mol-1 11010??
ΔH=(-9+151.9) kJ·mol-1
??
29??10
解析0.9mol普通汽油完全燃烧放出的热量为:
QkJ-1366.8kJ·mol-1×0.1mol=(Q-136.68)kJ
110
所以1mol普通汽油完全燃烧放出的热量为0.9(Q-136.68)kJ=(9Q-151.9)kJ。D项正确。 答案D 14.已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,其结构为。在一定条件下,S8(s)与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ΔH表示生成1 mol产物的反应热)。
(1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式:
。
(2)写出SO3(g)分解生成SO2和O2的热化学方程式: 。 (3)化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。若已知硫氧键(SO)的键能为d kJ·mol-1,氧氧键(OO)的键能为e kJ·mol-1,则S8分子中硫硫键(S—S)的键能为 。 解析(1)根据图像分析可知,1molO2(g)和molS8(s)反应生成二氧化硫气体放热akJ,根据燃烧热的定义可写出热化学方程式。
(2)根据题中图像可知SO3(g)的分解反应为吸热反应,同时在书写热化学方程式时注意标注物质的聚集状态。
(3)已知硫氧键(SO)的键能为dkJ·mol-1,氧氧键(OO)的键能为ekJ·mol-1,设S8分子中硫硫键键能为xkJ·mol-1,依据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和得8x+8e-16d=-8a,则x=2d-a-e。 答案(1)S8(s)+8O2(g)8SO2(g) ΔH=-8a kJ·mol-1
(2)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=+2b kJ·mol-1 (3)(2d-a-e) kJ·mol-1
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2019-2020学年高中化学选修4训练题（人教版）：第1章 第2节 燃烧热 能源 Word版含解析
