化学第一章化学反应与能量第2节燃烧热能源作业含解析新人教版选修4

化学第一章化学反应与能量第2节燃烧热能源作业含解析新人教版选修4

- 1 - 燃烧热 能源 1．对于燃烧热，下列叙述正确的是(　　) A．在 25 ℃、101 kPa 时，纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物 质的燃烧热 B．反应热有正负之分，燃烧热 ΔH 全部是正值 C．在 25 ℃、101 kPa 时，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量即为 该物质的燃烧热 D．化学方程式前的化学计量数扩大，燃烧热亦扩大 答案　C 解析　A 项，未限定纯物质的物质的量是 1 mol；B 项，燃烧反应是放热反应，ΔH<0；C 项，燃烧热指 1 mol 纯物质在 25 ℃、101 kPa 时完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量； D 项，燃烧热特指 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，其数值不随化学计量 数改变而改变。 2．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　A 项中，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，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； D 项中，根据能量守恒定律可知，正确。 (1)正确理解燃烧热 ①一个条件：25 ℃、1．01×105 Pa。 ②一个标准：1 mol 纯物质。 ③两个要求：“完全燃烧”“稳定的氧化物”；C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)等。 ④两种表示：“某物质燃烧热是 a kJ·mol－1”或“某物质燃烧热是 ΔH＝－a kJ·mol－ 1”。 (2)燃烧热的计算：由燃烧热定义可知：25 ℃、101 kPa 时，可燃物完全燃烧产生的热量 ＝可燃物的物质的量×其燃烧热，即 Q 放＝n(可燃物)×|ΔH|；或变换一下求物质的燃烧热： - 2 - ΔH＝－ Q放 n可燃物。此公式中的 ΔH 是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。 3．在 25 ℃、101 kPa 下，0．1 mol 甲醇燃烧生成 CO2 和液态水时放热 72．65 kJ，下列 热化学方程式正确的是(　　) A．CH3OH(l)＋ 3 2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋726．5 kJ/mol B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝＋1453 kJ/mol C．CH3OH(l)＋ 3 2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726．5 kJ/mol D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1453 kJ/mol 答案　C 解析　0．1 mol 甲醇燃烧放出热量为 72．65 kJ，则 1 mol 甲醇燃烧放出的热量为 726．5 kJ。 4．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ℃，101 kPa)： ①C4H10(g)＋ 13 2 O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878 kJ·mol－1 ②C4H10(g)＋ 13 2 O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)ΔH＝－2658 kJ·mol－1 ③C4H10(g)＋ 9 2O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)ΔH＝－1746 kJ·mol－1 ④C4H10(g)＋ 9 2O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)ΔH＝－1526 kJ·mol－1 由此判断，正丁烷的燃烧热是(　　) A．ΔH＝－2878 kJ·mol－1 B．ΔH＝－2658 kJ·mol－1 C．ΔH＝－1746 kJ·mol－1 D．ΔH＝－1526 kJ·mol－1 答案　A 解析　②中的 H2O(g)，③中的 CO(g)，④中的 CO(g)、H2O(g)都不是稳定的氧化物。 5．下列说法正确的是(　　) A．在 101 kPa 时，1 mol 物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热 B．酸和碱发生中和反应生成 1 mol 水，这时的反应热叫中和热 C．燃烧热或中和热是反应热的种类之一 D．在稀溶液中，1 mol CH3COOH 和 1 mol NaOH 完全中和时放出的热量为 57．3 kJ 答案　C 解析　燃烧热应生成稳定的氧化物，A 项错误；中和热应是强酸和强碱稀溶液发生中和 反应生成 1 mol H2O 的反应热，弱酸或弱碱参与中和反应生成 1 mol H2O 放出的热量小于 57．3 - 3 - kJ。 6．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。下列说法正确的是(　　) A．碳的燃烧热大于 110．5 kJ·mol－1 B．①的反应热为 221 kJ·mol－1 C．稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的反应热为－57．3 kJ·mol－1 D．稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1mol H2O，放出 57．3 kJ· mol－1 的热量 答案　A 解析　反应热有吸热、放热之分，故要注明“＋”“－”号，而“燃烧热”“中和热” 都是放热不会混淆，故可省去“－”，但如果用 ΔH 表示，一定要注明“＋”“－”。该热化 学方程式表明了 25 ℃、101 kPa 时，2 mol C 不完全燃烧生成一氧化碳时的反应热为－221 kJ·mol－1；根据等物质的量的可燃物完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量大，推理 得出碳的燃烧热大于 110．5 kJ·mol－1，A 正确。B 项混淆了反应热和燃烧热的概念，反应热 应注明“－”号。C 项错误的原因是反应热与酸碱用量有关。D 项，醋酸是弱酸，电离要吸收 热量，因此发生中和反应时放出的热量小于 57．3 kJ，且单位错误。 7．(原创题)已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57．3 kJ·mol－1；2CO(g)===2C(s) ＋O2(g)　ΔH＝＋221 kJ·mol－1，则下列说法正确的是(　　) A．1 mol·L－1 的 100 mL 稀 H2SO4 与足量的澄清石灰水反应，放出的热量为 11．46 kJ B．碳的燃烧热为 110．5 kJ·mol－1 C．把 4 g 固体 NaOH 加到足量的稀硝酸中，放出的热量为 5．73 kJ D．在 101 kPa 时，12 g 碳完全燃烧时的 ΔH<－110．5 kJ·mol－1 答案　D 解析　A 项，H＋(aq)和 OH－(aq)反应生成 0．2 mol H2O(l)时，放出 11．46 kJ 的热量， 同时，SO 2－4 与 Ca2＋反应生成 CaSO4 时，也放出热量，因此反应放出的热量大于 11．46kJ，错 误；B 项中固体 NaOH 溶于水也放热，所以生成 0．1 mol 水时，放出的热量大于 5．73 kJ，错 误；燃烧热是指 101 kPa 时，1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，所以 C 项 错误，D 项正确。 8．下列有关能源叙述不正确的是(　　) A．沼气是不可再生能源 B．太阳能是新能源 C．石油是化石燃料 D．风能是一级能源 答案　A 解析　沼气是由植物秸秆隔绝空气发酵产生的，是可再生能源。 9．关于能源的利用，下列说法中错误的是(　　) A．由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要 - 4 - B．能源的利用过程，实质上是能量的转化和传递过程 C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气 D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能 答案　A 解析　煤和石油都是化石燃料，储藏量有限，且不可再生，因此新能源的开发势在必行。 10．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染，且有些可以再生。下列属 于新能源的是(　　) A．天然气 B．煤 C．石油 D．风能 答案　D 解析　石油、天然气、煤属于化石能源，短时间内不可形成，是不可再生能源且对环境 有污染；太阳能、风能、氢能是清洁能源，且可以再生。 11．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH 的绝对值均正确)(　　) A．C(s)＋ 1 2O2(g)===CO(g)ΔH＝－110．5 kJ·mol－1(燃烧热) B．2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋483．6 kJ·mol－1(反应热) C．C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O ΔH＝－1368．8 kJ·mol－1(反应热) D．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114．6 kJ·mol－1(中和热) 答案　B 解析　碳的燃烧热是指生成二氧化碳时放出的热量，故 A 错误；热化学方程式要标注物 质的聚集状态，故 C 错误；强酸和强碱生成 1 mol 水放出的热量叫中和热，故 D 错误。 12．(原创题)煤的气化和液化是煤变为清洁能源的有效途径，煤的气化主要是碳与水反 应生成 CO 和 H2，CO 与 H2 的混合气是合成多种有机物——烃类、醇类的原料气。已知：CO、 H2、C、CH 3OH 的燃烧热分别为 283．0 kJ/mol、285．8 kJ/mol、393．5 kJ/mol、726．5 kJ/mol。 (1)C(s) 与 H2O(l) 反 应 生 成 H2(g) 和 CO(g) 的 热 化 学 方 程 式 为 ： ______________________________________________________。 (2)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)的 ΔH＝________。 (3)科学家利用 H2 和 CO2 在催化剂作用下生成 CH3OH(l)，写出甲醇不完全燃烧生成 CO 和 液态水的热化学方程式：______________________________________________________。 答案　(1)C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋175．3 kJ/mol (2)－128．1 kJ/mol (3)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) - 5 - ΔH＝－443．5 kJ/mol 解析　根据题意可写出：H2、CO、C、CH3OH 燃烧的热化学方程式为： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393．5 kJ/mol ②CO(g)＋ 1 2O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283．0 kJ/mol ③H2(g)＋ 1 2O2(g)===H2O(l)ΔH3＝－285．8 kJ/mol ④CH3OH(l)＋ 3 2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH4＝－726．5 kJ/mol 根据盖斯定律 (1)①－②－③得热化学方程式： C(s)＋H 2O(l)===CO(g)＋H 2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝(－393．5 kJ/mol)－(－ 283．0 kJ/mol)－(－285．8 kJ/mol)＝＋175．3 kJ/mol。 (2)②＋③×2－④得： ΔH＝ΔH2＋ΔH3×2－ΔH4＝(－283．0 kJ/mol)＋(－285．8 kJ/mol)×2－(－726．5 kJ/mol)＝－128．1 kJ/mol。 (3)④－②得热化学方程式为： CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝ΔH4－ΔH2＝(－726．5 kJ/mol)－(－283．0 kJ/mol)＝－443．5 kJ/mol。