2020-2021学年高二化学重难点训练：燃烧热 能源

2020-2021学年高二化学重难点训练：燃烧热 能源

2020-2021 学年高二化学重难点训练：燃烧热 能源 一、选择题（每小题只有一个正确选项，共 10*6 分） 1.(2020 高考真题组合题)下列说法不正确．．．的是 A．H2(g)＋ 1 2 O2(g)=H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol−1，则每 1 mol [H2(g)＋ O2(g)]生成 1 mol [H2O(l)]放热 286 kJ B．天然气的主要成分甲烷是高效，较洁净的燃料 C．天然气是不可再生能源 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热 【答案】D 【解析】A.由热化学方程式可知，氢气在氧气中的燃烧为放热反应，1 mol [H2(g)＋ O2(g)]生成 1 mol [H2O(l)] 放热 286 kJ，故 A 正确；B 天然气的主要成分为甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，是较清洁的燃料，故 B 正 确；C．天然气是由远古时代的动植物遗体经过漫长的时间变化而形成的，储量有限，是不可再生能源，故 C 正确；D．使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量 有关，故 D 错误。综上所述，答案为 D。 2．下列说法正确的是 A．在 25℃、101KPa，1molS(s)和 2molS(s)的燃烧热相等 B．1molH2SO4(浓)与 1molBa(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，它能继续和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．101KPa 时，1molH2 燃烧所放出的热量为氢气的燃烧热 【答案】A 【解析】A．燃烧热指 25℃、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，因此 S 的燃烧热相等，故 A 正确；B．中和热是稀强酸与稀强碱发生中和反应生成 1molH2O(l)时放出的热量，硫 酸和 Ba(OH)2 反应除了水之外，有 BaSO4 生成，故 B 错误；C．所有的燃烧都是放热反应，故 C 错误；D．应 是生成稳定的氧化物，即 101kPa 时 1mol 氢气燃烧产生的 H2O 是液态水时，放出的热量才是燃烧热，故 D 错误。答案选 A。 3．以下几个热化学方程式，能表示有关物质燃烧时的燃烧热的热化学方程式是 A．C（s）+1/2O2（g）=CO（g）△ H=+110.5 kJ·mol﹣1 B．C（s）+O2（g）=CO2（g）△ H=﹣393.5 kJ·mol﹣1 C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△ H=﹣571.6 kJ·mol﹣1 D．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）△ H=﹣241.8 kJ·mol﹣1 【答案】B 【解析】A.C 燃烧生成的稳定氧化物是 CO2 不是 CO，且焓变为负值,所以不符合燃烧热的概念要求，故 A 错误；B. 1molC（s）完全燃烧生成稳定的 CO2，符合燃烧热的概念要求，该反应放出的热量为燃烧热，故 B 正确；C.燃烧热是指 1mol 纯净物完全燃烧，热化学方程式中氢气的物质的量为 2mol，不是氢气的燃烧热， 故 C 错误；D.燃烧热的热化学方程式中生成的氧化物必须为稳定氧化物，H 的稳定氧化物为液态水，故 D 错误；综上所述，本题选 B。 4．油酸甘油酯（相对分子质量 884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)＝ 57CO2(g)+52H2O(l)。已知燃烧 1kg 该化合物释放出热量 3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热△ H 为 A．3.8×104kJ·mol-1 B．－3.8×104kJ·mol-1 C．3.4×104kJ·mol-1 D．－3.4×104kJ·mol-1 【答案】D 【解析】燃烧热指的是燃烧 1mol 可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧 1kg 油酸甘油酯释放出热量 3.8×104kJ，1kg 该化合物的物质的量为 1000 884/ g gmol ，则油酸甘油酯的燃烧热 △ H=- 43.810 1000 884/  kJ g gmol ≈-3.4×104kJ•mol-1，故选 D。 5．下列图示关系不正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A. 由于反应情况的不同，反应热可分为多种，如燃烧热、中和热、溶解热等，故 A 正确；B. 能 源分为一次能源、二次能源，直接从自然界取得的能源称为一次能源，一次能源经过加工、转换得到的能 源称为二次能源，一种能源不可能同时是一次能源和二次能源，故 B 错误；C. 氧化还原反应是有电子得失 的反应，有的氧化还原反应是放热反应如氢气等的燃烧反应，有的氧化还原反应是吸热反应如 C 与 CO2 高 温下的化合反应等，有的吸热反应不是氧化还原反应如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应等，有的放热反 应不是氧化还原反应如酸碱中和反应等，故 C 正确；D.沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵 作用而生成的一种可燃烧的混合气体，主要成分为甲烷，其中有机物质中的能量来自太阳辐射的能量，沼 气是一种可再生能源，是一种很好的清洁燃料，属于新能源，故 D 正确；故选 B。 7．有专家指出，如果对燃烧产物如二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合，可以节约燃料，缓 解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为( ) A．化学能 B．热能 C．生物质能 D．电能 【答案】B 【解析】由图可以知道，太阳能首先转化为化学能（燃料燃烧过程），其次化学能转化为热能（燃料燃烧放 出热量）；B 正确；正确选项 B。 8.世界各国领导人在南非德班共同商讨应对气候变化的道路—“拯救人类的最后机会”。要想节能减排下列属 最有希望的新能源是（ ） ①天然气 ②煤 ③石油 ④水能 ⑤太阳能 ⑥地热能 ⑦风能 ⑧氢能 A． ①②③④ B． ⑤⑥⑦⑧ C． ③④⑤⑥ D． 除①②外 【答案】B 【解析】①天然气②煤③石油都是不可再生资源；②煤③石油燃烧会污染空环境，不符合节能减排的原则； ④水能⑤太阳⑦风能，都是可再生能源，对环境无污染是清洁能源，氢气燃烧只生成水，是洁净能源，符 合节能减排原则。故 A、C、D 错误；B 正确；故选 B。 9．为了更好的解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率，另一方面寻找新能源。以下做法 不能提高燃料效率的是( ) A．煤的汽化与液化 B．通入大大过量的空气 C．液体燃料呈雾状喷出 D．将煤块粉碎 【答案】B 【解析】A．将煤汽化与液化，得到的产品燃烧热值高，无污染，可以提高燃料的燃烧效率，故 A 不选；B．通 入大大过量的空气，会带走产生的热量，不能提高燃料效率，故 B 可选；C．将液体燃料呈雾状喷出，能增 大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故 C 不选；D．将煤粉粉碎，能增大与空气的接触面积，提高 燃料的燃烧效率，故 D 不选，故选 B。 10．已知 H2 的燃烧热为 ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，CO 的燃烧热为 ΔH＝－282.8 kJ·mol－1；现有 H2 和 CO 组 成的混合气体 5.6 L(标准状况)，经充分燃烧后，放出总热量为 71.15 kJ，并生成液态水。下列说法正确的是 A．CO 燃烧的热化学方程式为 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－282.8 kJ·mol－1 B．H2 燃烧的热化学方程式为 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 C．燃烧前混合气体中 CO 的体积分数为 60% D．燃烧后的产物全部与足量的过氧化钠作用可产生 0.125 mol O2 【答案】D 【解析】A.一氧化碳燃烧热为 282.8kJ·mol－1，根据燃烧热概念，热化学方程式为 CO(g)＋ 1 2 O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.8 kJ·mol－1，故 A 错误；B.氢气燃烧热为285.8 kJ·mol－1 热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，选项中为水蒸气不是稳定的氧化物，故 B 错误；C.H2 和 CO 组成的混合气体 5.6 L (标 况)，物质的量为 5.6 22.4 / L L m ol =0.25mol，经充分燃烧后，放出总热量为 71.15 kJ，并生成液态水，根据氢气 和一氧化碳燃烧热的热化学方程式计算，设氢气物质的量为 x，一氧化碳物质的量为 y，则 x+y=0.25， 285.8x+282.8y=71.15，计算得到 x=0.15，y=0.1，燃烧前混合气体中 CO 的体积百分数= 0.1 0.25  100%=40%， 故 C 错误；D.氢气 0.15mol，CO 有 0.1mol，则生成水和二氧化碳分别为 0.15mol 和 0.1mol，由 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2，可以知道生成氧气的物质的量为 0.15mol 1 2 +0.1mol =0.125mol，所以 D 选项是正确的，故选 D。 二、主观题（共 4 小题，共 40 分） 11．（ 12 分）已知下列热化学方程式：      222 1HgOgH Ol2① 1H285.8kJmol        222 1HgOgH O g2② 1H241.8kJ mol        2 1C s O g CO g2③ 1H110.5kJ mol        22C s O g CO g④ 1H 393.5kJ mol   回答下列问题： (1)上述反应中属于放热反应的是________。 (2)H2 的燃烧热 H  ________________；C 的燃烧热 ________________。 (3)燃烧 210gH 生成液态水，放出的热量为________。 【答案】（每空 3 分）(1) ①②③④ (2) 12 8 5 . 8 k J ? m o l  13 9 3 . 5 k J ?m o l (3) 1 4 2 9 k J 【解析】   1 H 0  的反应属于放热反应； H0 的反应属于吸热反应，根据给出的热化学方程式可知： 三个反应的 H0 都属于放热反应， 故答案为： ；  2 根据燃烧热的定义知： 2H 燃烧时生成液态水更稳定，所 以      222 1HgOgHOl2 H285.8kJmol 1 就是氢气的燃烧热化学方程式，其燃烧热 ； 碳燃烧时生成 2CO 更稳定，所以      22C s O g CO g H 393.5kJ mol     就是碳的燃烧热化学方程式，其燃烧热 1H393.5kJmol  ，故答案为： 12 8 5 . 8 k J m o l ； 13 9 3 . 5 k J m o l  ；  3 由热化学方程式 ② 可知：      222HgOgHOg 1ΔH285.8kJ? mol ， 22gH 燃烧生成气态 水放出的热量为 2 8 5 . 8 K J ，则 210gH 燃烧生成气态水放出的热量为 1429kJ ，故答案为：1429kJ；  4 根据盖斯定律可知， ④ ③ 可 得      22 1COsOgCOg2 1H(393.5kJmol  1)(110.5kJmol  1)283kJmol   ，故 答案为：      22 1CO sOgCOgH283kJ mol2  。 12．（ 9 分）碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其部分化合物是人类生产生活的主要能源物质。请 回答下列问题： （1）有机物 M 经过太阳光光照可转化成 N，转化过程： ΔH=+88.6kJ·mol－1，则 M、N 相比，较稳定的是__________。 （2）随着人们对环保的重视程度日益提高，乙醇在某些行业作为燃料被广泛应用。下列有关乙醇作为燃料 的说法正确的是________。 ①燃烧时只发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量的热 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ （3）CCS 技术是将工业和有关能源产业中所产生的 CO2 进行捕捉与封存的技术,被认为是拯救地球、应对 全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部 分条件及物质未标出)。回答下列问题： CH4 在催化剂作用下实现第一步，也叫 CH4 不完全燃烧，1 g CH4 不完全燃烧反应放出 2.21kJ 热量，写出该 反应的热化学方程式 ___________________________________________________________。 【答案】（每空 3 分）（1）M （2） D （3）2CH4(g)+O2(g)＝2CO(g)+4H2(g) ΔH=-70.72kJ/mol 【解析】（1）有机物 M 经过太阳光光照生成 N 是一个吸热反应，则 M 具有的能量比 N 的低，能量越低越 稳定，所以 M 稳定。答案为：M。 （2）①燃烧时乙醇发生氧化反应，氧气发生还原反应，乙醇作燃料不是因为其燃烧时只发生氧化反应，① 错误；②乙醇充分燃烧生成二氧化碳和水不会污染环境，②正确； ③乙醇可由纤维素、淀粉等有机物水解生成葡萄糖，再由葡萄糖发酵生成，属于可再生能源，③正确；④ 乙醇燃烧时放出大量的热，从而可用乙醇作燃料，④正确；答案选 D。 （3）根据流程图可知甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和氢气，1g CH4 燃烧生成一氧化碳和氢气放热 2.21kJ， 16g 甲烷燃烧生成一氧化碳和氢气放出的热量为：162.21kJ=35.36kJ，16g 甲烷为 1mol，则甲烷不完全燃烧 的热化学方程式为：2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) △ H= -70.72kJ•mol-1。答案为： 2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) △ H= -70.72kJ•mol-1。 13.（10 分）碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下 列问题: （1）已知 CH3OH(l)的燃烧热△ H 为-238.6kJ·mol－1 CH3OH(l)＋1/2O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) △ H=－QkJ·mol－1(Q>0) 则 Q__________(填“>”“<”或“ =”)238.6。 （2）使 Cl2 和 H2O(g))通过灼热的炭层，生成 HCl 和 CO2，当有 1molCl2 参与反应时释放出 145kJ 热量，写 出该反应的热化学方程式:________________ . （3）火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煆烧，所得 物质可作耐高温材料：4Al(s)+3TiO2(s)+3C（s）=2Al2O3(s)＋3TiC(s) △ H=－1176kJ·mol－1，则反应过程中， 每转移 1mol 电子放出的热量为__________。 【答案】（1）<（3 分）（2）2Cl2(g)＋2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)＋CO2(g) △ H=－290kJ/mol（3 分）（3）98kJ（4 分） 【解析】（1）甲醇的燃烧热的热化学反应方程式为 CH3OH(l)＋1/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) △ H=－ 238.6kJ·mol－1，而 CH3OH(l)＋1/2O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) △ H=－QkJ·mol－1 中，氢气还能继续与氧气发生反 应，放出热量，因此 Q<238.6kJ；（ 2）根据题意，氯气与水蒸气反应的方程式为 2Cl2＋2H2O+C=4HCl＋CO2， 因此消耗 2molCl2 放出的热量为 2×145kJ=290kJ，即热化学反应方程式为 2Cl2(g)＋2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)＋ CO2(g) △ H=－290kJ/mol；（ 3）根据反应方程式，4molAl 参与反应，共转移 12mole－，因此转移 1mole－ 放出的热量为 1176/12kJ=98kJ。 14．（ 9 分）按要求完成下列问题： (1)在 1.01×105 Pa 时，4 g 氢气在 O2 中完全燃烧生成液态水，放出 572 kJ 的热量，则 H2 的燃烧热的 ΔH=________。 (2)在 1.01×105 Pa 时，16 g S 在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化硫，放出 148.5 kJ 的热量，则 S 燃烧的热 化学方程式为___________________________。 (3)甲硅烷(SiH4)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成 SiO2 和水。已知室温下 1 g 甲硅烷自燃 放出 44.6 kJ 热量，其热化学方程式为_________________________。 【答案】（每空 3 分）(1)-286 kJ·mol-1 (2)S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1 (3)SiH4(g)+2O2(g) SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427．2 kJ·mol-1 【解析】(1)燃烧热是指 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，4 g 氢气放出 572 kJ 的热 量，则 1molH2 的燃烧放出的热量为 572 kJ/2=286kJ，所以 ΔH=-286 kJ·mol-1， 故答案为-286 kJ·mol-1； (2)16 g S 燃烧放出 148.5 kJ 的热量，则 1molS 燃烧放出的热量为 148.5 kJ×2=297 kJ，则 S 燃烧的热化学方 程式为：S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1，故答案为 S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1； (3)1 g 甲硅烷自燃放出 44.6 kJ 热量，则 1mol 甲硅烷自燃放出 44.6 kJ×32=1 427.2 kJ 热量,其热化学方程式为 SiH4(g)+2O2(g) SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1， 故答案为 SiH4(g)+2O2(g) SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1。