2019-2020学年高中化学课时作业2燃烧热能源含解析 人教版选修4

2019-2020学年高中化学课时作业2燃烧热能源含解析 人教版选修4

课时作业2　燃烧热　能源 9‎ ‎1．(2019年扬州高二模拟)下列能源组合中，均属于新能源的一组是(　　)‎ ‎①天然气；②煤；③核能；④石油；⑤太阳能；⑥生物质能；‎ ‎⑦风能；⑧氢能。‎ A．①②③④ B．①⑤⑥⑦⑧‎ C．③④⑤⑥⑦⑧ D．③⑤⑥⑦⑧‎ 解析：核能、太阳能、生物质能、风能、氢能均属于新能源，具有资源丰富、可再生、没有污染或很少污染的特点。‎ 答案：D ‎2．(2019年甘肃省甘谷县第一中学高二月考)已知下列热化学方程式：‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ/mol H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ/mol H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol ‎ 则氢气的燃烧热为(　　)‎ A．438.6 kJ/mol B．241.8 kJ/mol ‎ C．285.8 kJ/mol D．无法确定 解析：根据2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ/mol可知氢气的物质的量不是1 mol，氢气燃烧生成液态水稳定，故A错误；根据H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ/mol，可知氢气燃烧生成气态水，不是最稳定的物质，故B错误；根据燃烧热的定义，1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量就是氢气的燃烧热，故C正确；根据热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol可以确定氢气的燃烧热，故D错误。‎ 答案：C ‎3．(2019年太原高二检测)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)＋O2(g)===CO2(g)‎ ΔH＝－283.0 kJ/mol 9‎ B．C(s)＋O2(g)===CO(g)‎ ΔH＝－110.5 kJ/mol C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)‎ ΔH＝－241.8 kJ/mol D．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)‎ ΔH＝－11 036 kJ/mol 解析：根据燃烧热的概念“101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量”知，CO(g)和气态水均不是稳定的氧化物，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：A ‎4．(2019年陕西省城固县第一中学开学考试)下列热化学方程式，正确的是(　　)‎ A．甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1‎ C．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1‎ D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) 　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ 解析：燃烧热为1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，生成的H2O为液态水，热化学反应方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，故A错误；合成氨是可逆反应，不能完全进行到底，题目中没有说明转化的氮气或氢气的物质的量，因此无法计算放出的热量，故B错误；发生的反应是Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O，存在Ca2＋和SO42－的反应，因此放出的热量不是2×57.3 kJ，故C错误；2 g氢气完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ·mol－1，即2 mol氢气完全燃烧放出的热量为2×285.8 kJ＝571.6 kJ，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) 　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，故D正确。‎ 答案：D 9‎ ‎5．(2019年浙江省宁波市北仑中学开学考试)C2H5OH、CH4、C3H8、C是常用的燃料，它们的燃烧热依次为1 366.8 kJ·mol－1、890.3 kJ·mol－1、2 219.9 kJ·mol－1、393.5 kJ·mol－1。相同质量的这四种燃料，完全燃烧时放出热量最少的是(　　)‎ A．C2H5OH 　 B．CH4 C．C3H8 　 D．C 解析：燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，所以根据燃烧热计算1 g燃料放出的热量，1 g乙醇燃烧放出的热量为1 366.8/46≈29.71 kJ，1 g甲烷燃烧放出的热量为890.3/16≈55.64 kJ，1 g丙烷燃烧放出的热量为2 219.9/44≈50.45 kJ，1 g碳燃烧放出的热量为393.5/12≈32.79 kJ，所以相同质量的这四种燃料，完全燃烧时放出热量最少的是乙醇，故选A。‎ 答案：A ‎6．合理利用燃料，减少污染，符合“绿色奥运”理念。下列关于燃料的说法正确的是(　　)‎ A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料 B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料 C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料 D．石油和煤是工厂经常使用可再生的化石燃料 解析：“可燃冰”为固体甲烷水合物，A错；氢气的热值一般比其他可燃物高且生成物是水，无污染，B对；乙醇是可再生能源，C错；煤和石油是不可再生能源，D错。‎ 答案：B ‎7．(2019年陕西联考)已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) 　ΔH＝－571.6 kJ/mol CO(g)＋O2(g)===CO2(g) 　‎ ‎　ΔH＝－282.9 kJ/mol 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 解析：水的物质的量为＝0.2 mol，由2H2＋O2===2H2O可知，n(H2)＝n(H2O)＝0.2 mol，由2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1可知，0.2 mol H2燃烧放出的热量为57.16 kJ，则CO燃烧放出的热量为113.74 kJ－57.16 kJ＝56.58 kJ，设混合气体中CO的物质的量为x，则 9‎ CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－1‎ ‎ 1 282.9 kJ ‎ x 56.58 kJ 解得x＝0.2 mol，即n(CO)＝0.20 mol，‎ 则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为1∶1，故C正确。‎ 答案：C ‎8．(1)在101 kPa时，CO在1.0 mol O2中完全燃烧，生成2.0 mol CO2，放出566.0 kJ的热量，CO的燃烧热为________，表示CO燃烧热的热化学方程式为： ______________________________________。‎ ‎(2)1.0 L 1.0 mol/L H2SO4溶液与2.0 L 1.0 mol/L NaOH溶液完全反应，放出114 .6kJ的热量，该反应的中和热ΔH＝________，表示其中和热的热化学方程式为：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)生成2.0 mol CO2时，有2.0 mol CO完全燃烧。而CO的燃烧热应以燃烧1.0 mol CO为标准，故其燃烧热为566.0 kJ/mol×＝283.0kJ/mol，表示其燃烧热的热化学方程式为：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ/mol。 (2)中和热应以生成1.0 mol H2O为标准，故该反应的中和热ΔH＝－114.6 kJ/mol×＝－57.3 kJ/mol，表示其中和热的热化学方程式为：H2SO4(aq)＋‎ NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol。‎ 答案：(1)283.0 kJ/mol CO(g)＋O2(g)===CO2(g)‎ ΔH＝－283.0 kJ/mol ‎(2)－57.3 kJ/mol H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)‎ ΔH＝－57.3 kJ/mol 提高训练 ‎9．(2019年陕西省西安市远东第一中学高二月考) 下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是(　　)‎ 9‎ ‎①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1‎ C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2‎ ‎②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3 ‎ S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH5 ‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6‎ ‎④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7‎ CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH8‎ A．① B．④ ‎ C．②③④ D．①②③‎ 解析：①由于CO具有可燃性，所以ΔH1<ΔH2；②由于能量S(s)ΔH4；③由于前一个反应消耗反应物较少，所以ΔH5>ΔH6；④由于前一个反应吸热，后一个反应放热，所以ΔH7>ΔH8，故选C。‎ 答案：C ‎10．完全燃烧一定质量的无水乙醇，放出的热量为Q，为完全吸收生成的CO2，并使之生成正盐Na2CO3，消耗掉0.8 mol/L NaOH溶液500 mL，则燃烧1 mol酒精放出的热量(　　)‎ A．0.2Q B．0.1Q ‎ C．5Q D．10Q 解析：根据反应CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，可知生成CO2的物质的量为0.2mol，由酒精的化学式为C2H5OH可知燃烧的C2H5OH为0.1 mol，故1 mol C2H5OH燃烧产生热量为10Q，故选D项。‎ 答案：D ‎11．(2019年临沂市重点中学高二上学期月考)已知热化学方程式：‎ C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(g)‎ ΔH＝－1 256 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)‎ A．C2H2的燃烧热为1 256 kJ·mol－1‎ B．若生成2 mol液态水，则ΔH＝－2 512 kJ·mol－1‎ C．若转移10 mol电子，则消耗2.5 mol O2‎ D．若形成4 mol碳氧共用电子对，则放出的热量为2 512 kJ 9‎ 解析：燃烧热对应的水应为液态，A错；生成2 mol液态水放出热量大于2 512 kJ，故ΔH＜－2 512 kJ·mol－1，B错；O2～4e－，则转移10 mol电子，消耗O2为2.5 mol，C正确；形成4 mol碳氧共用电子对，即生成1 mol CO2(g)，故放出热量为1 256 kJ·mol－1× mol＝628 kJ，D错。‎ 答案：C ‎12．(2019年金陵中学三模)2017年中国首次海域可燃冰(CH4·nH2O，密度ρ1 g·cm－3)试开采成功。若以辛烷代表汽油(密度ρ2 g·cm－3)的组成，下列说法不正确的是 (　　)‎ ‎①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) 　‎ ΔH1＝—a kJ·mol－1‎ ‎②2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　 ‎ ΔH 2 ＝ —b kJ·mol－1‎ A．可燃冰适宜保存在低温、高压的环境中 B．1 m3可燃冰可释放出标准状况下m3的CH4‎ C．汽油的燃烧热约为0.5b kJ·mol－1‎ D．1 m3可燃冰释放出的甲烷燃烧放出的热量约为等体积汽油的228aρ1/(16＋18n)bρ2倍 解析：A项，可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶水合物，故可燃冰适宜保存在低温、高压的环境中，A项正确；B项，1 m3可燃冰的质量为ρ1106 g，n(CH4·nH2O)＝mol，释放出CH4物质的量为mol，1 m3可燃冰释放出标准状况下CH4的体积为mol×22.4 L/mol＝L＝m3，B项错误；C项，根据②，汽油的燃烧热为0.5b kJ/mol，C项正确；D项，1m3可燃冰释放出CH4的物质的量为mol，根据①，这些CH4燃烧放出的热量为kJ，1 m3汽油的物质的量为mol，根据②，1 m3汽油完全燃烧放出的热量为kJ，1 m3可燃冰释放出的甲烷燃烧放出的热量约为等体积汽油的kJ÷kJ＝[228aρ1/(16＋18n)bρ2]倍，D项正确。‎ 答案：B ‎13．能源危机是当前全球问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。‎ 9‎ ‎(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是________(填序号)。‎ a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求 c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 d．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生 ‎(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧氧气不足时生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。‎ ‎①在通常状况下，金刚石和石墨中________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，石墨的燃烧热为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎②12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程放出的热量为________。‎ ‎(3)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol－1、497 kJ·mol－1。‎ N2(g)＋O2(g)===2NO(g)‎ ΔH＝＋180.0 kJ·mol－1。‎ NO分子中化学键的键能为________kJ·mol－1。‎ ‎(4)综合上述有关信息，请写出CO和NO反应的热化学方程式____________________________。‎ 解析：(2)①石墨的能量更低，更稳定。石墨的燃烧热指1 mol石墨完全燃烧生成CO2时放出的热量。12 g石墨物质的量为1 mol，在一定量空气中燃烧，依元素守恒，若生成CO2为44 g，若生成CO为28 g，生成气体36 g，则生成气体为CO与CO2，设CO物质的量为x，CO2物质的量为1－x，28x＋44(1－x)＝36 g，x＝0.5 mol，CO2的物质的量为0.5mol，‎ 9‎ 依图象分析，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol；C(石墨，s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ/mol，则生成0.5 mol CO和0.5 mol CO2，放出热量0.5 mol×110.5 kJ·mol－1＋0.5 mol×393.5 kJ·mol－1＝252.0 kJ。(3)ΔH＝E(N2键能)＋E(O2键能)－2E(NO键能)，2E(NO键能)＝946 kJ·mol－1＋497 kJ·mol－1－180.0 kJ·mol－1，E(NO键能)＝631.5kJ·mol－1。(4)已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1，N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.0kJ·mol－1，目标反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)可由前者减后者获得，则ΔH＝－746.0 kJ·mol－1。‎ 答案：acd　(2)①石墨　393.5 kJ·mol－1‎ ‎②252.0 kJ　(3)631.5‎ ‎(4)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　‎ ΔH＝－746.0 kJ·mol－1‎ 探究创新 ‎14．(2019年西安月考 )下列图示关系不正确的是(　　)‎ 解析：物质的燃烧和中和反应均为化学反应，故燃烧热和中和热均属于反应热，两者是并列关系，A正确；能源分为一次能源和二次能源，一种能源不可能同时是一次能源和二次能源，二者为并列关系，而非交叉关系，B错误；氧化还原反应既有放热反应又有吸热反应，非氧化还原反应也既有放热反应又有吸热反应，C正确；根据能源的分类可知，有太阳能、新能源、可再生能源、沼气等，D正确。‎ 答案：B ‎15．(2019年河南省林州市第一中学高三调研)如图为氟利昂(如CFCl3‎ 9‎ ‎)破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A．过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键 ‎ B．过程Ⅱ可表示为O3＋Cl===ClO＋O2‎ C．过程Ⅲ中O＋O===O2是吸热过程 ‎ D．上述过程说明氟利昂中的氯原子是破坏O3的催化剂 解析：过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C—Cl键，A正确；根据图中信息可知，过程Ⅱ可表示为O3＋Cl===ClO＋O2，B正确；原子结合成分子的过程是放热过程，C错误；上述过程说明氟利昂中的氯原子是破坏O3的催化剂，D正确。‎ 答案：C 9‎ 10‎