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1、2022高中化學 第一章 化學反應與能量 第二節(jié) 燃燒熱 能源習題 新人教版選修4 1.下列說法不正確的是(　B　) A.CO2、甲烷都屬于溫室氣體 B.用甘蔗生產(chǎn)的燃料乙醇屬于可再生資源,利用乙醇燃料不會產(chǎn)生溫室氣體 C.太陽能、風能和生物質(zhì)能屬于新能源 D.太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能 解析:乙醇屬于可再生能源,但乙醇燃燒產(chǎn)生的二氧化碳是溫室氣體,B錯誤。 2. “美麗中國”是十八大提出的重大課題,該課題突出了生態(tài)文明,重點是社會發(fā)展與自然環(huán)境之間的和諧。下列行為中不符合這一主題的是(　D　) A.推廣“低碳經(jīng)濟”,減少溫室氣體的排放 B.開發(fā)太陽能、風能和氫能等能

2、源代替化石燃料,有利于節(jié)約資源、保護環(huán)境 C.采用“綠色化學”工藝,使原料盡可能轉(zhuǎn)化為所需要的物質(zhì) D.關?；て髽I(yè),消除污染源頭 解析:由題意知,A、B、C均符合社會發(fā)展與自然環(huán)境之間的和諧這一主題;D中關?；て髽I(yè)不符合實際。 3. 25 ℃、101 kPa下,碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ· mol-1、ΔH=-890.31 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,則下列熱化學方程式正確的是(　D　) A.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 B.2H2(g

3、)+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.C6H12O6(s)+3O2(g)3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1 解析:根據(jù)燃燒熱的概念中生成穩(wěn)定氧化物的含義可知,CO2(g)是C的穩(wěn)定氧化物,生成的H2O應該為液態(tài),故只有D正確。 4. 下列有關燃料的說法錯誤的是(　B　) A.燃料燃燒產(chǎn)物CO2是溫室氣體之一 B.化石燃料完全燃燒不會造成大氣污染 C.以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染 D.燃料不完全燃燒排放

4、的CO是大氣污染物之一 解析:燃料燃燒產(chǎn)物CO2是溫室氣體之一,A正確;化石燃料完全燃燒會產(chǎn)生CO2,煤完全燃燒還會產(chǎn)生少量SO2,CO2是溫室氣體之一,SO2會造成大氣污染,B錯誤;以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染,C正確;燃料不完全燃燒排放的CO是大氣污染物之一,D正確。 5.下列熱化學方程式,正確的是(　A　) A.4 g固體硫完全燃燒生成SO2氣體,放出37 kJ熱量: S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-296 kJ/mol B.1 mol N2與3 mol H2在某密閉容器中反應放出73 kJ熱量,則反應的熱化學方程式為: N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　

5、ΔH=-73 kJ/mol C.甲醇的燃燒熱ΔH為-726.5 kJ/mol,則甲醇燃燒的熱化學方程式可表示為:CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-726.5 kJ/mol D.強酸強堿的中和熱ΔH為-57.3 kJ/mol: Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)　ΔH=-114.6 kJ/mol 解析:4 g固體硫的物質(zhì)的量為0.125 mol,則1 mol固體硫放出的熱量為:=296 kJ,A正確;由于N2(g)+3H2(g)2NH3(g)為可逆反應,故1 mol N2與3 mol H2不能完全反應,B錯誤;25

6、℃、101 kPa時,CH3OH為液體,C錯誤;中和熱是指稀溶液中,強酸與強堿發(fā)生中和反應生成1 mol H2O時放出的熱量,不包括其他反應生成另外的物質(zhì),故D錯誤。 6.(2017·河北衡水模擬)已知:①101 kPa時,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; ③H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1; ④H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44.0 kJ·mol-1。下列結論正確的是(　D　) A.2H2(g)+O2(g)2

7、H2O(l)的反應熱ΔH=+571.6 kJ·mol-1 B.濃硫酸與稀NaOH溶液反應生成1 mol水,放出57.3 kJ熱量 C.氫氣的燃燒熱為241.8 kJ·mol-1 D.碳的燃燒熱大于110.5 kJ·mol-1 解析:氫氣的燃燒是放熱反應,ΔH<0,A錯誤;濃硫酸與稀NaOH反應,除中和熱外還有溶解熱,B錯誤;H2的燃燒熱是指1 mol H2完全燃燒生成H2O(l)時放出的熱量,C錯誤;由①可知C未完全燃燒,C→CO2放熱多,D正確。 7.煤的氣化是實施節(jié)能環(huán)保的一項重要措施。通常在高溫下將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣,再將水煤氣作為氣體燃料。有關熱化學方程式如下: ①C(s)+H

8、2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.3 kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH2=-566.0 kJ/mol ③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH3=-483.6 kJ/mol 下列有關說法正確的是(　B　) A.水煤氣只能用作燃料 B.水煤氣是一種二次能源,比煤直接燃燒污染小 C.等質(zhì)量的CO和H2完全燃燒時,前者放熱多 D.由③反應可以確定H2的燃燒熱ΔH為-241.8 kJ/mol 解析:水煤氣在工業(yè)上還可用作還原性氣體,故A項錯;水煤氣屬于二次能源,其燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O,比煤直接燃燒污染小,故B正確;通過②、③反應

9、可以計算得出,等質(zhì)量的H2比CO完全燃燒放熱多,故C錯誤;H2燃燒生成的穩(wěn)定的氧化物應為液態(tài)水,故D錯誤。 8. 已知下列熱化學方程式: ①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1 ②2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-3 116.7 kJ·mol-1 ③C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 409.6 kJ·mol-1 ④2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 596.7 kJ·mol-1 ⑤C3H8(g)+5O2(g)3C

10、O2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 217.8 kJ·mol-1 現(xiàn)由上述五種烴中的兩種組成的混合氣體2 mol,經(jīng)充分燃燒后放出3 037.6 kJ熱量,則下列哪些組合是不可能的(　C　) A.C2H4和C2H6 B.C2H2和C3H8 C.C2H6和C3H8 D.C2H6和CH4 解析:2 mol C2H4完全燃燒放出熱量2 819.2 kJ,而2 mol C2H6完全燃燒放出熱量3 116.7 kJ,而2 819.2 kJ<3 037.6 kJ<3 116.7 kJ,所以A是有可能的;2 mol C2H2完全燃燒放出熱量 2 596.7 kJ,而2 mol C3H8完全燃燒

11、放出熱量4 435.6 kJ,而2 596.7 kJ<3 037.6 kJ< 4 435.6 kJ,所以B也是有可能的;2 mol C2H6完全燃燒放出熱量 3 116.7 kJ,而2 mol C3H8完全燃燒放出熱量4 435.6 kJ,若全部是C2H6(最小極限),都最少能產(chǎn)生3 116.7 kJ熱量,都大于 3 037.6 kJ,故C是不可能的; 2 mol C2H6完全燃燒放出熱量3 116.7 kJ,而2 mol CH4完全燃燒放出熱量890 kJ×2=1 780 kJ,而1 780 kJ<3 037.6 kJ< 3 116.7 kJ,所以D也是有可能的。 9.已知C、H2、

12、CO的燃燒熱的數(shù)據(jù)如下表所示: 物質(zhì) C H2 CO ΔH/(kJ/mol) -393.5 -285.8 -283.0 (1)寫出C完全燃燒的熱化學方程式:? 　 。? (2)能表示H2燃燒熱的熱化學方程式為? 　 。? (3)現(xiàn)以H2或CO為燃料來提供熱能

13、,從熱能的角度考慮,你認為應該選擇　　　　(填序號)。? A.H2 B.CO C.均可以 理由是? 　 。? 解析:由C和H2的燃燒熱(ΔH)可書寫出C完全燃燒和表示H2燃燒熱的熱化學方程式。 1 g H2完全燃燒放出的熱量為=142.9 kJ, 而1 g CO完全燃燒放出的熱量為≈10.1 kJ。 故應選擇H2。 答案:(1)C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-39

14、3.5 kJ/mol (2)H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ/mol (3)A　等質(zhì)量的H2完全燃燒放出的熱量比CO多,且H2的燃燒產(chǎn)物為H2O,對環(huán)境無污染 能力提升 10. 下列熱化學方程式或說法正確的是(　D　) A.甲烷的燃燒熱ΔH=-890 kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890 kJ·mol-1 B.500 ℃、30 MPa下,將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3 kJ,其熱化學方程式為N2(g)+

15、3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-38.6 kJ·mol-1 C.已知:H2(g)+F2(g)2HF(g)　ΔH=-546.6 kJ·mol-1,則1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2 mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于546.6 kJ D.在C中相同條件下,2 mol HF氣體的能量小于1 mol氫氣與1 mol氟氣的能量總和 解析:甲烷的燃燒熱ΔH=-890 kJ·mol-1,表示1 mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳與液態(tài)水放出熱量為890 kJ,甲烷燃燒熱的熱化學方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1,A錯誤;0

16、.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3 kJ,因反應為可逆反應,則1 mol N2 和3 mol H2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱不是 38.6 kJ,則熱化學反應方程式中的反應熱數(shù)值錯誤,B錯誤;從熱化學方程式H2(g)+F2(g)2HF(g)　ΔH=-546.6 kJ·mol-1,可知1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2 mol 氟化氫氣體時放出的熱量為546.6 kJ,故當生成能量更低的液態(tài)HF時,放出的熱量要多于546.6 kJ,C錯誤;從熱化學方程式H2(g)+ F2(g)2HF(g)　ΔH=-546.6

17、 kJ·mol-1可知,反應放熱,即1 mol氫氣與1 mol氟氣的總能量大于2 mol氟化氫氣體的總能量,D正確。 11. 下列依據(jù)熱化學方程式得出的結論正確的是(　D　) A.已知2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ/mol,則氫氣的燃燒熱ΔH為 -571.6 kJ/mol B.已知C(石墨)C(金剛石)　ΔH>0,則金剛石比石墨穩(wěn)定 C.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)　ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH2,則ΔH1>ΔH2 D.已知Ni(CO)4(s)Ni(s)+4CO(g)　ΔH=+Q kJ/mol,則Ni(s)+ 4C

18、O(g)Ni(CO)4(s)　ΔH=-Q kJ/mol 解析:氫氣的燃燒熱ΔH為×(-571.6 kJ/mol)=-285.8 kJ/mol,A錯誤;金剛石的能量較高,則石墨比金剛石穩(wěn)定,B錯誤;兩個反應均為放熱反應,要注意ΔH為負,應是ΔH1<ΔH2,C錯誤。 12.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1 現(xiàn)有H2與CH4的混合氣體112 L(標準狀況),使其完全燃燒生成CO2和H2O(l),若實驗測得反應放熱為3 695 kJ。則原混合氣體中H2與CH4的

19、物質(zhì)的量之比是(　B　) A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3 解析:由題意可知 解得n(H2)=1.25 mol, n(CH4)=3.75 mol, n(H2)∶n(CH4)=1.25 mol∶3.75 mol=1∶3。 13. 火箭新兵“長三丙”第三級推進器使用的燃料是液態(tài)氫,已知298 K、101 kPa時,2 g氫氣與氧氣完全反應生成液態(tài)水時放出的熱量為285.8 kJ。下列有關判斷正確的是(　D　) A.在298 K、101 kPa時,11.2 L H2完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為142.9 kJ B.H2(g)的燃燒熱是285.8 kJ,則2H2O(l)

20、2H2(g)+O2(g)　ΔH= +571.6 kJ/mol C.在298 K、101 kPa時,2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH<-571.6 kJ/mol D.H2(g)+O2H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ/mol 解析:在298 K、101 kPa時,11.2 L H2的質(zhì)量不為1 g,故放出的熱量不能確定,A錯誤;B中氫氣的燃燒熱的單位錯誤,應是kJ/mol,B錯誤;由題中信息可知,在298 K、101 kPa 時,2 mol H2生成氣態(tài)水時放出的熱量小于571.6 kJ,即ΔH>-571.6 kJ/mol,C錯誤。 14.一些烷烴的燃燒熱如下表:

21、化合物 燃燒熱/ (kJ·mol-1) 化合物 燃燒熱/ (kJ·mol-1) 甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 異丁烷 2 869.6 丙烷 2 221.5 2甲基丁烷 3 531.3 下列表達正確的是(　A　) A.正戊烷的燃燒熱大于3 531.3 kJ·mol-1 B.穩(wěn)定性:正丁烷>異丁烷 C.乙烷燃燒的熱化學方程式為2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)　ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1 D.相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分數(shù)越大,燃燒放出的熱量越多 解析:分析表中數(shù)據(jù)可得出規(guī)律:①烷

22、烴中,碳原子數(shù)越多,燃燒熱數(shù)值越大,碳原子數(shù)相同時,支鏈越多,燃燒熱數(shù)值越低。綜合表中數(shù)據(jù)可知正戊烷的燃燒熱大于3 531.3 kJ·mol-1,A正確;穩(wěn)定性:正丁烷<異丁烷,B錯誤;2 mol乙烷燃燒的熱化學方程式應為2C2H6(g)+7O2(g) 4CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-3 121.6 kJ·mol-1,C錯誤;相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分數(shù)越大,燃燒放出的熱量越少,D錯誤。 15.當今世界,能源的發(fā)展日益成為全世界、全人類共同關心的問題。乙烷、二甲醚燃燒熱較大,可用作燃料,如圖是乙烷、二甲醚燃燒過程的能量變化圖。請回答下列問題: (1)乙烷的燃燒熱ΔH=　　　　

23、kJ/mol。? (2)等物質(zhì)的量的液態(tài)乙烷比氣態(tài)乙烷完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量　　　　(填“多”或“少”)。? (3)根據(jù)該圖寫出二甲醚燃燒的熱化學方程式:? 　 。? (4)二氧化碳是重要的溫室氣體,從環(huán)保角度分析,放出相同的熱量時選擇　　　　(填“乙烷”或“二甲醚”)作為燃料產(chǎn)生的CO2較少。? 解析:以產(chǎn)物1 mol H2O(l)作基準,確定a=,b=,c=1,d=,得: C2H6(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l)　Δ

24、H=-520 kJ/mol,CH3OCH3(g)+ O2(g)CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-485 kJ/mol,所以乙烷的燃燒熱 ΔH=-520 kJ/mol×3=-1 560 kJ/mol。 由于液態(tài)乙烷所具有的能量低于氣態(tài)乙烷具有的能量,故生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量少。放出相同熱量時,由方程式知乙烷產(chǎn)生CO2 較少。 答案:(1)-1 560　(2)少 (3)CH3OCH3(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 455 kJ/mol[或CH3OCH3(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(l)　 ΔH=-485 kJ/mol] (4)乙烷