选修四化学反应原理 第一章第二节 燃烧热 能源课时练

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选修四化学反应原理 第一章第二节 燃烧热 能源课时练

40分钟课时作业

[经典基础题]

题组1 能源问题

1.氢气是人类未来最理想的燃料,以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是()

A.利用太阳能直接使水分解产生氢气

B.以焦炭和水制取水煤气(含CO和H2)后分离出氢气

C.用铁和盐酸反应放出氢气

D.由热电站提供电力电解水产生氢气

答案A

解析 电解水制备H2需消耗大量电能;用焦炭制水煤气需消耗大量热能。

六开彩预测内部2。关于能源,以下说法中不正确的是()

A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能

B。柴草燃烧时释放的能量与太阳能无关

C.核能和地热能来自地球自身

D。潮汐能来源于月球引力作功

答案B

3.近年来,北京市公共汽车大部分采用天然气作为燃料,其主要目的是()

A.防止石油短缺  B.降低成本

C.减少对大气的污染  D.加大发动机的动力

答案C

题组2 燃烧热的概念及计算

4。下列说法中正确的是()

A。物质燃烧放出的热量是燃烧热

B.1 mol C燃烧生成CO时放出的热量就是C的燃烧热

C.1 mol H2燃烧生成水时放出的热量是H2的燃烧热

D.相同条件下,1 mol H2O(l)完全分解吸收的热量与H2、O2化合生成1 mol H2O(l)放出的热量值相等

答案D

解析 燃烧热是指在25 ℃、101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,显然A项错误;B项中碳燃烧生成的稳定化合物应为CO2,错误;C项中H2燃烧时的条件及生成水的状态不确定,故1 mol H2燃烧生成水放出的热量不一定是H2的燃烧热,错误,根据能量守恒定律可知D项正确。

5.25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.31 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是()

A.C(s)+21O2(g)===CO(g)

ΔH=-393.5 kJ·mol-1

B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)

ΔH=-571.6 kJ·mol-1

C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-890.31 kJ·mol-1

D.21C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1 400 kJ·mol-1

答案D

解析 根据燃烧热的概念中生成稳定氧化物的含义可知,CO2(g)是C的稳定氧化物,生成的H2六开彩预测内部O应该为液态,故只有D正确。

6.已知丙烷的燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1六开彩预测内部,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为()

A.55 kJ  B.220 kJ  C.550 kJ  D.1 108 kJ

答案A

解析 丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷燃烧会产生4 mol水,则丙烷完全燃烧产生1.8 g水,消耗丙烷的物质的量是n(C3H8)=0.025 mol,所以反应放出的热量是2 215 kJ·mol-1×0.025 mol≈55 kJ,故答案是A。

7。已知:

①25 ℃、101 kPa时,2C(s)+O2(g)===2CO(g)

ΔH=-221 kJ·mol-1

②稀溶液中,H(aq)+OH(aq)===H2O(l)

ΔH=-57.3 kJ·mol-1

又已知稀醋酸电离吸热。下列结论正确的是()

A.C的燃烧热大于110.5 kJ·mol-1

B.①的反应热为221 kJ·mol-1

C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3 kJ·mol-1

D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量

答案A

解析101 kPa 1 mol C(s)完全燃烧生成CO2放出的热量为C(s)的燃烧热,故C(s)的燃烧热大于110.5 kJ·mol-1,A项正确;①的反应热为-221 kJ·mol-1,B项不正确;稀H2SO4与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol-1,C项不正确;CH3COOH电离时吸热,稀CH3COOH与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出热量小于57.3 kJ。

8.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)+21O2(g)===H2O(l)ΔH=-285.8 kJ·mol-1

CO(g)+21O2(g)===CO2(g)ΔH=-282.9 kJ·mol-1

C8H18(l)+225O2(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、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)

答案B

解析 比较:2285.828282.91145 51816890.3的大小,可知相同质量时,CO(g)放出的热量最少。

9.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)

ΔH=-571.6 kJ·mol-1

CO(g)+21O2(g)===CO2(g)

ΔH=-282.9 kJ·mol-1

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为()

A.2∶1  B.1∶2  C.1∶1  D.2∶3

答案C

解析 根据热化学方程式可知:H2的燃烧热为571.6 kJ·mol-1÷2=285.8 kJ·mol-1。生成的n(H2O)=18 g·mol-13.6 g=0.2 mol,参加反应的H2为0.2 mol,故H2燃烧放出的热量为0.2 mol×285.8 kJ·mol-1=57.16 kJ。CO燃烧放出的热量为113.74 kJ-57.16 kJ=56.58 kJ,故n(CO)=|ΔH(CO)|Q放282.9 kJ·mol-156.58 kJ=0.2 mol。则n(H2)∶n(CO)=1∶1。

[能力提升题]

10.(1)已知:H2(g)+21O2(g)===H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1,若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应H2(g)+21O2(g)===H2O(l)的ΔH=        kJ·mol-1。氢气的燃烧热为

        kJ·mol-1

(2)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料,它可以由绿色植物的秸秆制取,1.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出1.367 kJ热量,表示乙醇燃烧热的热化学方程式为              

                                                                        。

答案(1)-285.8285.8(2)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-62.882 kJ·mol-1

11.已知一些烷烃的燃烧热如下表:

化合物

燃烧热/kJ·mol-1

化合物

燃烧热/kJ·mol-1

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。5

异戊烷

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,碳原子数越多,燃烧放出的热量越       (填“多”或“少”)。

(4)有同学估计“正戊烷的燃烧热大约在3 540 kJ·mol-1左右”,你认为正确吗?      。

六开彩预测内部理由是                                                                      。

答案(1)< (2)C2H6(g)+27O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1(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亦应略大于异戊烷

解析(1)正丁烷的燃烧热比异丁烷的燃烧热大,说明正丁烷具有的能量高于异丁烷,所以热稳定性:正丁烷<异丁烷。(2)C2H6(g)+27O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1。(3)由表中数据分析,碳原子数越多,燃烧热越大,所以相同物质的量的烷烃燃烧时放出的热量随碳原子数的增多而增多。(4)由表中数据分析,正丁烷的燃烧热比异丁烷略大,所以正戊烷的燃烧热也应略大于异戊烷,此同学的估计合理。

12.城市使用的燃料现大多为煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气体,它由煤炭与水(蒸气)反应制得,故又称水煤气。

六开彩预测内部(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)

ΔH=-2 220.0 kJ·mol-1,已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)+21O2(g)===CO2(g)ΔH=-282.57 kJ·mol-1,则相同物质的量的C3H8和CO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)ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则相同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量的比值约为              。

(4)氢气是未来的能源,除产生的热量多之外,还具有的优点是                   

                                                                        。

答案 (1)C+H2O(g)高温=====CO+H2

(2)7.9∶1(3)2.8∶1

(4)①H2来源丰富;②产物不污染环境,可以反复使用;③不产生CO2,不会引起温室效应

解析 (2)相同物质的量的C3H8、CO燃烧产生的热量之比为2 220.0 kJ·mol-1∶282.57 kJ·mol-1≈7.9∶1。(3)相同质量的氢气、丙烷燃烧产生的热量之比为2 g·mol-1285.8 kJ·mol-144 g·mol-12 220.0 kJ·mol-1≈2.8∶1。

六开彩预测内部13.标准状况下0.05 mol某一无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通过足量的澄清石灰水中,得到的白色沉淀为0.15 mol;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3 g。

可能用到的燃烧热

C2H4

C3H6

C3H8

单位/kJ·mol-1

1 411

2 092

2 220

(1)计算燃烧产物中水的质量。

(2)此气体的化学式是                                                       。

六开彩预测内部(3)写出表示此气体燃烧热的热化学方程式                                     

                                                                        。

答案(1)m=9.3 g-0.15 mol×44 g·mol-1=2.7 g

(2)C3H6(3)C3H6(g)+29O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-2 092 kJ·mol-1

解析(1)该无色气体含C、H两种元素,燃烧生成CO2和H2O。

m(CO2)=0.15 mol×44 g·mol-1=6.6 g

所以m(H2O)=9.3 g-6.6 g=2.7 g。

(2)1 mol该气体中含C原子个数为0.05 mol0.15 mol×NA=3NA

含H原子个数为0.05 mol×2×NA=6NA

所以其化学式为C3H6

(3)根据表格中数据,该气体的燃烧热为2 092 kJ·mol-1

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