第一章化学反应的热效应
第一节 反应热
第2课时 热化学方程式 燃烧热
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小。下列符合未来新能源标准的是( )
①天然气 ②煤 ③石油 ④太阳能 ⑤生物质能 ⑥风能 ⑦氢能 A.①②③④ B.③⑤⑥⑦ C.④⑤⑥⑦ D.③④⑤⑥⑦
解析天然气、煤和石油属于化石能源,不属于新能源,且它们的燃烧会造成大气污染,故它们不符合未来新能源的标准。 答案C 2.下列能够表示物质燃烧热的热化学方程式的是(ΔH的绝对值均正确)( ) A.H2(g)+O2(g)B.C(s)+O2(g)C.S(s)+O2(g)D.H2S(g)+O2(g)
121212
H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1 CO(g) ΔH2=-110 kJ·mol-1 SO2(g) ΔH3=-296.8 kJ·mol-1
S(s)+H2O(l) ΔH4=-136 kJ·mol-1
解析在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量叫做燃烧热。选项A、B、C、D均满足“1mol”的要求,但选项A中生成的H2O是气态,选项B中生成的CO可继续燃烧生成CO2,选项D中生成的S也可继续燃烧生成SO2。 答案C 3.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
1
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可燃物物质的量必须为1mol;③可燃物必须完全燃烧,生成指定产物。A项,未强调“101kPa”和“生成指定产物”;B项,放热反应不一定是燃烧反应,且燃烧反应的ΔH不一定就是该反应物的燃烧热;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 4.已知25 ℃、101 kPa条件下,12 g石墨、金刚石完全燃烧分别释放出393.5 kJ、395.0 kJ的热量。据此判断,下列说法正确的是( )
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低;石墨比金刚石稳定 B.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高;石墨比金刚石稳定 C.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低;金刚石比石墨稳定 D.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高;金刚石比石墨稳定 解析由题意可以写出两个热化学方程式:
C(石墨,s)+O2(g)C(金刚石,s)+O2(g)答案A 5.含 11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液反应放出11.46 kJ热量,下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是( ) A.KOH(aq)+2H2SO4(aq)B.2KOH(aq)+H2SO4(aq)ΔH=-114.6 kJ C.2KOH+H2SO4
1
21
1
K2SO4(aq)+H2O(l) 2
CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1 CO2(g) ΔH=-395.0kJ·mol-1
相同条件下,石墨完全燃烧放出的热量少,故石墨的能量比金刚石的能量低,则石墨比金刚石稳定。
ΔH=-11.46 kJ·mol-1
K2SO4(aq)+2H2O(l)
K2SO4+2H2O ΔH=-114.6 kJ·mol-1
1
K2SO4(aq)+H2O(l) 2
D.KOH(aq)+H2SO4(aq)ΔH=-57.3 kJ·mol-1
解析A项,化学计量数与ΔH绝对值不对应;B项,ΔH的单位应为kJ·mol-1;C项,书写热化学方程式时应注明各物质的聚集状态。 答案D 6.煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气,再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下: ①C(s)+H2O(g)②2CO(g)+O2(g)③2H2(g)+O2(g)
CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.3 kJ·mol-1 2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1 2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
下列有关说法正确的是( ) A.水煤气只能用作燃料
B.水煤气是一种二次能源,比煤直接燃烧污染小 C.等质量的CO和H2完全燃烧时,前者放热多
2
D.由反应③可以确定H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
解析水煤气在工业上还可用于炼制金属等,A项错误;水煤气属于二次能源,其燃烧产物为CO2和H2O,比煤直接燃烧污染小,B项正确;通过②③反应可以计算得出,等质量的H2比CO完全燃烧放热多,C项错误;H2完全燃烧生成的指定产物应为液态水,D项错误。 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: H2(g)+1
2O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
C8H18(l)+25
2O2(g)8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 相同质量的H2(g)、CO(g)、C8H18(l)、CH4(g)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可燃物完全燃烧放出的热量,再进行比较。
答案B 8.依据实验数据,写出下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C2H4(g)与足量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1 411 kJ的热量。 。
(2)1 mol C2H5OH(l)与足量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1 367 kJ的热量。 。
(3)2 mol Al(s)与足量O2(g)反应,生成Al2O3(s),放出1 669.8 kJ的热量。 。
(4)18 g葡萄糖与足量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出280.4 kJ的热量。 。
解析书写热化学方程式时,要注意反应热的绝对值与化学计量数是否对应。放热时ΔH<0,吸热时ΔH>0。
答案(1)C2H4(g)+3O2(g)
2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 411 kJ·mol-1 (2)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 367 kJ·mol-1
(3)2Al(s)+32O2(g)
Al2O3(s) ΔH=-1 669.8 kJ·mol-1
(4)C6H12O6(s)+6O2(g)
6H2O(l)+6CO2(g) ΔH=-2 804 kJ·mol-1
提升能力跨越等级
1.(双选)根据下图所给信息,得出的结论正确的是( )
3
A.48 g C(s)完全燃烧生成CO2气体放出的热量为1 574 kJ B.2C(s)+O2(g)C.2CO2(g)D.C(s)+O2(g)
2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1 2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJ·mol-1 CO2(s) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
1
2
解析48g碳完全燃烧生成二氧化碳气体,放出的热量为1574kJ,A项正确;根据图像可知,C(s)+O2(g)
CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1,故2C(s)+O2(g)知,CO(g)+2O2(g)
1
2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol-1,B项正确;根据图像可
2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0kJ·mol-
CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1,故2CO2(g)
2(g)
1,C项错误;根据图像可知,C(s)+OCO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1,D项错误。
答案AB 2.在一定条件下,CH4和CO燃烧的热化学方程式分别为: CH4(g)+2O2(g)2CO(g)+O2(g)
2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-890.31 kJ·mol-1 2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
如果有CH4和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.96 kJ,生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50 g白色沉淀。则混合气体中CH4和CO的体积比约为( ) A.1∶2 C.2∶3
B.1∶3 D.3∶2
解析设燃烧后共生成CO2的物质的量为x,混合气体中CH4、CO的物质的量分别为a、b。石灰水过量时只生成碳酸钙,据CaCO3~CO2得x=0.5mol,则:
??+??=0.5mol
{ 890.31kJ·mol-1×??+283kJ·mol-1×??=262.96kJ
解得a≈0.2mol,b≈0.3mol,a∶b=2∶3。 答案C 3.在一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为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)+2O2(g)的ΔH为( ) A.+8Q kJ·mol-1 B.+16Q kJ·mol-1 C.-8Q kJ·mol-1
13
4CO2(g)+5H2O(g)
4
D.-16Q kJ·mol-1
解析据元素守恒建立关系式: C4H10~4CO2~8KOH ~ ΔH
则
8mol 5mol·L-1×0.1L
8mol×??kJ·mol
ΔH=-0.5mol-1
ΔH -QkJ·mol-1
=-16QkJ·mol-1
答案D 4.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气体和液态水,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+)O2(g)B.CxHy(l)+(x+4)O2ΔH=-10 kJ·mol-1 C.CxHy(l)+(x+4)O2(g)ΔH=-110 kJ·mol-1 D.CxHy(l)+(x+)O2(g)ΔH=(-??
4
9??
??
9??
????4
xCO2(g)+H2O(l) xCO2(g)+2H2O(l)
??
??2
ΔH=(-Q+1 366.8) kJ·mol-1
xCO2(g)+2H2O(l)
??
xCO2(g)+H2O(l)
??
2
10??
+151.9) kJ·mol-1 9
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,所以1mol普通汽油完全燃烧放出的热量为答案D 5.如图所示,写出对应反应的热化学方程式,并回答问题。
110
(Q-136.68)kJ=(Q-151.9)kJ。D项正确。 0.99
(Ⅰ)放热反应
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【精准解析】2021化学人教版选择性必修第一册课后提升训练：第一章 第一节 第2课时热化学方程式 燃烧热
