高中化学第1章化学反应与能量:
第2节 燃烧热 能源
基 础 巩 固
1.“能源分类相关图”如图所示,下面四组能源选项中,全部符合图中阴影部分的能源是( C )
A.煤炭、石油、潮汐能 B.水能、生物质能、天然气 C.太阳能、风能、沼气 D.地热能、海洋能、核能
解析:太阳能、风能、沼气这三种能源既是新能源,可再生能源,又是来自太阳辐射的能源。
2.下列说法中不正确的是( A ) 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。
3.(2019·湖北宜昌夷陵中学高二月考)反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)过程中的能量变化如图所示,下列有关说法中正确的是( C )
A.ΔH1<0
B.ΔH2为该反应的反应热 C.ΔH3不是H2的燃烧热 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
1
解析:根据图示可知,由分子断裂化学键变为自由移动的气态原子需要吸收热量,所以ΔH1>0,A项错误;反应热是断裂化学键需要吸收的能量与形成化学键释放的能量之差,而ΔH2为气态原子成键生成分子时的能量变化,ΔH2<0,不是该反应的反应热,ΔH3为该反应的反应热,B项错误;燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所释放的热量,而ΔH3是2 mol H2完全燃烧放出的热量,故不是氢气的燃烧热,C项正确;根据图示可知ΔH3=ΔH1+ΔH2,D项错误。
4.下列对燃烧热的说法正确的是( D )
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101 kPa条件下;②可燃物必须为1 mol;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“101 kPa”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。
5.化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热。由于反应热的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等。
(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是__ΔH4、ΔH5__;表示物质中和热的是__ΔH6__。(填“ΔH1”“ΔH2”或“ΔH3”等)
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1 B.C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3 D.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH4
E.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH5 F.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6 G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH7
(2)根据2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出99.6 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
5
__C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)____ΔH=-1__294.8__kJ/mol__。
2解析:(1)根据燃烧热的含义可知ΔH4、ΔH5为燃烧热。根据中和热的含义可知ΔH6为中和热。(2)由2.00 g C2H2完全燃烧放出热量为99.6 kJ可得1 mol C2H2气体完全燃烧放出热量为99.6 kJ÷(2.00 g/26 g)=1 294.8 kJ。故C2H2气体燃烧的热化学方程式为C2H2(g)5
+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 294.8 kJ/mol。 2
6.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
2
开发是当今社会人类面临的严峻课题,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__ACD__(填字母)。
A.煤是重要的化工原料,把煤用作燃料简单燃烧太可惜,应该综合利用
B.煤是热值很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开采成本低,用煤作燃料实惠 C.煤燃烧时生成大量的SO2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,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤的燃烧效率
(2)乌克兰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__使煤油雾化,增大与助燃剂的接触面积,提高燃烧效率__。
(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。0.1 mol乙醇完全燃烧生成液态水放出136.69 kJ的热量,表示乙醇燃烧热的热化学方程式为__G2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(1)____ΔH=-1__366.9__kJ/mol__。
解析:(1)煤是一种化石燃料,也是一种重要的化工原料,属于不可再生能源,把煤用作燃料简单燃烧会造成能源浪费,并且煤中所含的硫在燃烧时生成的SO2会对环境造成污染。通过洁净煤技术,如煤的气化和液化,不仅减轻了燃煤的污染,还能提高煤的燃烧效率。(2)煤油雾化后可与助燃剂充分接触,提高燃烧效率。(3)1 mol乙醇燃烧时放出的热量为:136.69 kJ×10=1 366.9 kJ。
能 力 提 升
1.已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体。等物质的量的CH4和CO2
产生的温室效应,前者大。下面有关天然气的几种叙述中正确的是( C )
①天然气与煤、石油相比是较清洁的能源 ②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大 ③燃烧天然气也是酸雨的成因之一 A.①②③ C.①和②
B.只有① D.只有③
解析:CH4燃烧的产物是CO2和H2O,与煤、石油相比属较清洁的能源。依题意,1 mol CH4(16 g)比1 mol CO2(44 g)产生的温室效应大,故等质量的CH4比CO2产生的温室效应也大。天然气燃烧生成的CO2不是酸雨的成因,因为H2CO3的酸性很弱。
2.已知25 ℃、101 kPa下,如题图所示,石墨的燃烧热为393.51 kJ/mol,金刚石的燃烧热为395.41 kJ/mol。下列说法或表达正确的是( B )
A.金刚石比石墨稳定
3
B.C(s、石墨)===C(s、金刚石) ΔH=+1.9 kJ/mol C.ΔH1<ΔH2
D.如果石墨燃烧产物为CO(g),则放出热量大于|ΔH1|
解析:据图可知1 mol金刚石比1 mol石墨能量高(据燃烧热知高1.9 kJ),故石墨更稳定,1 mol石墨转化为金刚石需吸收1.9 kJ热量,故A错,B对;因ΔH1、ΔH2为负值,故ΔH1>ΔH2,C错;若石墨燃烧产物为CO(g),即不完全燃烧,则放出热量小于|ΔH1|,D错。
3.(1)碳氧化物的转化有重大用途,请回答关于CO和CO2的问题。 已知:①C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2 1
③H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH3
2
1则C(s)+O2(g)===CO2(g)的ΔH=__ΔH1+ΔH2-ΔH3__(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
2(2)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:①CO2(g)+3H2(g)ΔH=-a kJ·mol
②CH3OH(g)===CH3OH(l)ΔH=-b kJ·mol ③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=-c kJ·mol ④H2O(g)===H2O(l)ΔH=-d kJ·mol
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为__CH3OH(1)+3-1
2H2O(l)____ΔH=-(c+2d-a-b)kJ·mol__。
2(3)实现反应CH4(g)+CO2(g)料危机具有重要意义。
已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH1=-566 kJ·mol
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-484 kJ·mol CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-802 kJ·mol 则ΔH0=__+248__kJ·mol
11
解析:(1)根据盖斯定律,①+×②-③可得C(s)+O2(s)===CO2(g),则ΔH=ΔH1+
22ΔH2-ΔH3。
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(2)根据盖斯定律,由×③+2×④-①-②,整理可得热化学方程式:CH3OH(1)+
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4
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-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
CH3OH(g)+H2O(g)
3
O2(g)===CO2(g)+2
2CO(g)+2H2(g) ΔH0对减少温室气体排放和减缓燃
3-1
O2(g)===CO2(g)+2H2O(1) ΔH=-(c+2d-a-b)kJ·mol。
2
(3)将题给热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由③-①-②可得所求热化学方程式的反应热,则ΔH0=ΔH3-(ΔH1+ΔH2)=+248 kJ·mol。
-1
5