苏版4第1章第2节燃烧热能源功课

苏版4第1章第2节燃烧热能源功课

2. 航天飞机常用肼(N2H4)和过氧化氢(H2O2)作动力源。1g 液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出20.05 kJ 热量。以下说法中错误的选项是〔 〕

A. 该反应中肼作还原剂

B. 液态肼的燃烧热为20.05 kJ ·mol-1

C. 该动力源的突出优点之一是反应产物对环境无污染

D. 该反应的热化学方程式为：N2H4(l)+2H2O2(l) === N2(g)+4H2O(g) △H=－641.6 kJ ·mol-1

3. 以下关于中和热的说法不正确的选项是〔 〕

A 、发生酸碱中和反应时所放出的热量叫中和热

B 、中和反应的实质是H+ 与OH-结合生成水，假设有其它物质生成，这部分反应热不在中和热内

C 、在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol 水时所放出的热量称为中和热

D 、中和热不包括物质溶解、电离、水合等过程中的热效应

4．以下关于反应热的描述中正确的选项是( )

A 、HCl 和NaOH 反应的中和热ΔH ＝－57.3 kJ ·mol －1，那么H2SO 4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH ＝2×(－57.3)kJ ·mol －1

B 、CO(g)的燃烧热是283.0 kJ ·mol －1，那么2CO2(g)===2CO(g)＋O 2(g)反应的ΔH ＝＋2×283.0 kJ ·mol －1

C 、反应热有正负之分，燃烧热ΔH 全部是正值

D 、1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

5．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ℃，101 kPa)：

①C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH ＝－2 878 k

J ·mol －1

②C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH ＝－2 658 k

J ·mol －1

③C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l) ΔH ＝－1 746 k

J ·mol －1

④C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g) ΔH ＝－1 526 kJ ·m

ol －1

由此判断，正丁烷的燃烧热ΔH 为( )

A 、－2 878 kJ ·mol －1

B 、－2 658 kJ ·mol －1

C 、－1 746 kJ ·mol －1

D 、－1 526 kJ ·mol －1

6．：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ ·mol －1

CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH ＝－890 kJ ·mol －1 现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，假设实验测得反应放热3 695 kJ ，那么原混合气体中H2与CH 4的物质的量之比是( )

A 、1∶1

B 、1∶3

C 、1∶4

D 、2∶3

7. 在汽油中添加适量酒精作为汽车燃烧的技术正在逐步向全国推广。C8H18和C2H5OH 燃烧的热化学方程式分别为：2C8H18(1) + 25O2=== 16CO2(g) + H2O(1) △H= -10900kJ ·mol-1, C2H5OH(1) + 3O2(g) === 2CO2(g) + 3 H2O(1) △H=-1367 kJ ·mol-1。假定汽油的成分为C8H18，那么用添加酒精的汽油作汽车燃料时，不能达到的目的是〔 〕

A. 节省化石燃料

B. 减少有害气体的排放

C. 有利于转化过剩的粮食

D. 提高每千克燃料燃烧放出的热量

8．以下说法正确的选项是 ( )

A 、乙烯完全燃烧时，放出的热量为乙烯的燃烧热

B 、在25 ℃、101 kPa 时，1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热

C 、由2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH ＝－566 kJ ·mol －1，可知C O 的燃烧热为283 kJ ·mol －1

D 、乙炔的燃烧热为1 299.6 kJ ·mol －1，那么2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)反应的ΔH ＝－2 599.2 kJ ·mol －1

9．根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－297.23 kJ/mo l，分析以下说法中不正确的选项是()

A、S的燃烧热为297.23 kJ/mol

B、S(g)＋O2(g)===SO2(g)放出的热量大于297.23 kJ

C、32 g S(g)完全燃烧放出的热量小于297.23 kJ

D、形成1 mol SO2的化学键所释放的总能量大于断裂1 mol S(s)和1 mol O2(g)

10. 以下关于热化学反应的描述中正确的选项是〔〕

A、HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，那么H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol-1

B、CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，那么2CO2(g) ===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝2×283.0 kJ·mol-1

C、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D、1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热

11. 一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q，它生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收可得100gCaCO3沉淀。那么完全燃烧1mol无水乙醇时放出的热量是〔〕

A. 0.5Q

B. Q

C. 2Q

D. 5Q

12．(8分) 以下两个热化学方程式：

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ/mol

C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJ/mol

根据上面两个热化学方程式，试回答以下问题：

(1)H2的燃烧热为________________，C3H8的燃烧热为____________ ________。

(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为__ _________。

(3)：H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44.0 kJ/mol，试写出丙烷燃烧生成C O2和水蒸气时的热化学方程式：____________________________________ ___________________________。

13．(8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。请回答以下问题：

(1)CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJ/mol，CH3OH(l)＋1

2O2(g)===CO2(g)

＋2H2(g)ΔH＝－a kJ/mol，那么a________238.6(填〝＞〞〝＜〞或〝＝〞)。

(2)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参加反应时释放出145 kJ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煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)ΔH＝－1 176 kJ/mol，那么反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为____________。

14．(15分)能源危机当前是一个全球性问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。

(1)以下做法有助于能源〝开源节流〞的是________(填字母)。

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，注重资源的重复使用、资源的循环再生

(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如下图。

①在通常状况下，金刚石和石墨相比较，________(填〞金刚石〞或〞石墨〞)更稳定，石墨的燃烧热为________。

②12 g石墨在一定量的空气中燃烧，生成气体36 g，该过程放出的热量为________。

(3)：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol－1、497 kJ·m ol－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。

15．(15分)以下热化学方程式：

①H2(g)＋12O2(g)===H2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ ·mol －1

②H2(g)＋12O2(g)===H2O(g) ΔH ＝－241.8 kJ ·mol －1

③C(s)＋12O2(g)===CO(g) ΔH ＝－110.5 kJ ·mol －1

④C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH ＝－393.5 kJ ·mol －1

回答以下问题：

(1)H2的燃烧热ΔH 为___________________；C 的燃烧热为___________________。

(2)燃烧1 g H2生成液态水，放出的热量为_________________。

(3)CO 的燃烧热为283.0 kJ ·mol －1，现有CO 、H2和CO2组成的混合气体116.8 L(标准状况)，完全燃烧后放出总能量为867.9 kJ ，且生成18 g 液态水，那么混合气体中H2为______L ，CO 在混合气体中的体积分数约为_____________(精确至小数点后2位)。

16. 以下两个热化学方程式：

2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l) △H ＝-571.6 kJ ?mol-1

C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4 H2O(l) △H ＝-2 220 kJ ?mol-1 试回答以下问题：

〔1〕H2的燃烧热为______________，C3H8的燃烧热为______________

〔2〕1mol H2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为____________

〔3〕现有H2和C3H8的混合气体5 mol ，完全燃烧时放出热量3847 kJ ，那么混合气体中H2和C3H8的体积比为____________

12．解析：(1)燃烧热是指1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，根据题给的热化学方程式可知，H2的燃烧热为571.6 kJ/mol ÷2＝285.8 kJ/mol ，C3H8的燃烧热为2 220 kJ/mol 。(2)据公式Q 放＝n(可燃物)×其燃烧热，1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放

的热量为285.8 kJ/mol×1 mol＋2 220 kJ/mol×2 mol＝4 725.8 kJ。(3)1 mol C3H8(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时ΔH＝－2 220 kJ/mol，那么生成H2O(g)时，ΔH＝(－2 220＋4×44) kJ/mol＝－2 044 kJ/mol。

(2)4 725.8 kJ

(3)C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－2 044 kJ/mol

13．(8分) 解析：(1)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a＜238.6。(2)据题意确定化学方程式为2Cl2＋2H2O＋C ===4HCl＋CO2，2 mol Cl2参加反应放出热量为2×145 kJ＝290 kJ，故该反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)

ΔH＝－290 kJ/mol。(3)所给反应中转移12 mol 电子，故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ÷12＝98 kJ。

14．(15分)

解析：(1)开源节流的主要措施是减少化石燃料的使用、提高燃料的燃烧效率、开发新能源等。

(2)①由图知，石墨具有的能量比金刚石的低，而物质所具有的能量越低越稳定，故石墨更稳定。计算标准燃烧热时，要求燃烧产物位于稳定状态，即C应生成CO2气体，故石墨的燃烧热为110.5 kJ·mol－1＋283.0 kJ·mol－1＝393.5 kJ·mol－1。②12 g石墨在一定量的空气中燃烧，生成气体36 g，此气体应为CO和CO2的混合气体。设生成CO的物质的量为x，那么CO2的物质的量为(1 mol－x)，故有28 g·mol－1×x＋44 g·mo l－1×(1 mol－x)＝36 g，解得x＝0.5 mol。因此该过程放出的热量为110.

5 kJ·mol－1×0.5 mol＋393.5 kJ·mol－1×0.5 mol＝252.0 kJ。

(3)ΔH＝＋180.0 kJ·mol－1＝946 kJ·mol－1＋497 kJ·mol－1－2E (N—O)，那么E(N—O)＝631.5 kJ·mol－1。

(2)①石墨393.5 kJ·mol－1②252.0 kJ

(3)631.5

15．(15分)

解析：(2)热量Q＝n·|ΔH|

＝1 g

2 g/mol×285.8 kJ·mol－1

＝142.9 kJ 。

(3)m(H2O)＝18 g →n(H2O)＝1 mol →n(H2)＝1 mol →V(H2)＝22.4 L Q(H2)＝285.8 kJ →Q(CO)＝582.1 kJ

→n(CO)＝582.1283.0 mol →V(CO)＝582.1283.0 mol ×22.4 L/mol 所以CO 的体积分数＝582.1283×22.4 L 116.8 L ＝0.394≈0.39。

(2)142.9 kJ

(3)22.4 0.39

16.〔1〕285.8 kJ ?mol-1

2 220 kJ ?mol-1 〔2〕4725.8 kJ 〔3〕3：1