2014-2015学年高中化学课堂讲义(人教版,选修四)配套试题第一章第二节燃烧热能源(含答案解析)

题组1 能源问题

1．下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是

( )

答案 C

解析 C项，火力发电是利用煤作燃料，不属于新能源的开发利用。 2．氢气虽然是一种理想的绿色能源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未得到广泛应用，其原因可能是

( )

A．氢气虽可由水制备获得，但水资源严重匮乏 B．氢气制备耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟 C．氢气贮存、运输等安全技术已经很好地解决了 D．氢气燃烧产物虽无污染，但其放出热量较少 答案 B

解析 氢气作为能源的优点是：生成物不污染环境，热值高，原料丰富；缺点是：没有找出比较经济的生产氢气的方法。A.氢气燃烧生成水，对环境无污染，海洋中含有大量的水资源，所以A错误；B.氢气通过电解制备耗费大量电能采用太阳能分解水的廉价制氢技术不成熟，是制约氢气大量生产的因素，所以B正确；C.由于氢气难压缩，且易燃烧，所以对氢气的运输和安全问题目前未解

决，所以C错误；D.氢气是一种燃烧值很高的燃料，燃烧时产生能量一般高于同质量的其他燃料，所以D错误，答案选B。

3．氢气是人类未来最理想的燃料，以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是

( )

A．利用太阳能直接使水分解产生氢气

B．以焦炭和水制取水煤气(含CO和H2)后分离出氢气 C．用铁和盐酸反应放出氢气 D．由热电站提供电力电解水产生氢 答案 A

解析 电解水制备H2需消耗大量电能；用焦炭制水煤气需消耗大量热能。 4．关于能源，以下说法中不正确的是

( )

A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能 B．柴草燃烧时释放的能量与太阳能无关 C．核能和地热能来自地球自身 D．潮汐能来源于月球引力作功 答案 B

解析 生物质能均与太阳能有关。 题组2 反应热的判断与计算 5．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 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，显然A项错误；B项中碳燃烧生成的稳定化合物应为CO2，

B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，C错误，根据能量守恒定律可知D项正确。

6．下列关于反应热的描述中正确的是

( )

A．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

B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH ＝＋2×283.0 kJ·mol1

－

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 答案 B

解析 中和热是以生成1 mol H2O(l)作为标准的，因此A不正确；燃烧热是指1 mol燃料完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，D不正确；燃烧热ΔH都是负值，C不正确。

7．下列关于反应能量的说法正确的是

( )

A．101 kPa时，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，H2的燃烧

热为571.6 kJ·mol－1

B．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ·mol－1，反应物总能量＞生成物总能量

C．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，含1 mol NaOH的氢氧化钠的溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量 D．相同条件下，如果1 mol H原子所具有的能量为E1，1 mol H2所具有能量为E2，则2E1＝E2 答案 B

解析 A项，H2的燃烧热指1 mol H2完全燃烧生成1 mol H2O(l)放出的热量，错误；C项，浓H2SO4溶解要放出热量，错误；D项，2H―→H2放出能量，所以2E1＞E2。

8．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式分别为： 1

H2(g)＋2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 1

CO(g)＋2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

25

C8H18(l)＋2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－0.3 kJ·mol－1

相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是 ( ) A．H2(g) 答案 B

285.8283.05 5180.3

解析 比较：2、28、114、16的大小，可知，相同质量时，CO(g)放出的热量最少。

9．乙醇汽油是普通汽油与燃料乙醇调和而成的，它可有效改善汽油的性能和质量，降低CO、碳氢化合物等主要污染物的排放。乙醇的燃烧热是1 366.8 kJ·mol－1。燃烧1 mol这种乙醇汽油生成CO2和液态水，放出的热量为Q kJ。测得该汽油中乙醇与汽油的物质的量之比为1∶9。有关普通汽油(CxHy)燃烧的热化学方程式正确的是

( )

B．CO(g)

C．C8H18(l)

D．CH4(g)

A．CxHy(l)＋(x＋y/4)O2(g)===xCO2(g)＋y/2H2O(l) ΔH＝(－Q＋1 366.8)kJ·mol－

1

B．CxHy(l)＋(x＋y/4)O2(g)===xCO2(g)＋y/2H2O(l) ΔH＝－9Q/10 kJ·mol－1 C．CxHy(l)＋(x＋y/4)O2(g)===xCO2(g)＋y/2H2O(l) ΔH＝－9Q/110 kJ·mol－1 D．CxHy(l)＋(x＋y/4)O2(g)===xCO2(g)＋y/2H2O(l)ΔH＝(－10Q/9＋151.9)kJ·mol－

1

答案 D

解析 0.9 mol普通汽油完全燃烧放出的热量为： Q kJ－1 366.8 kJ·mol－1×0.1 mol＝(Q－136.68)kJ

110所以1 mol普通汽油完全燃烧放出的热量为0.9(Q－136.68)kJ＝9Q－151.9kJ。

D项正确。

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

CO(g)＋2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·mol－1

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 C．1∶1 答案 C

解析 根据热化学方程式可知：H2的燃烧热为571.6 kJ·mol－1÷2＝285.8 kJ·mol

－1。生成的

( )

B．1∶2 D．2∶3

n(H2O)＝

3.6 g18 g·mol－1

＝0.2 mol，参加反应的H2为0.2 mol，故H2燃

烧放出的热量为0.2 mol×285.8 kJ·mol－1＝57.16 kJ。CO燃烧放出的热量为113.74 kJ－57.16 kJ＝56.58 kJ，CO的燃烧热为282.9 kJ·mol－1，故n(CO)＝

Q放|ΔH（CO）|

＝56.58 kJ

＝0.2 mol。则n(H2)∶n(CO)＝1∶1。

282.9 kJ·mol－1

11．据报道，我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于我国石油总量的一半；而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体(CH4·H2O)。请结合所学化学知识回答下列问题： (1)下列说法中正确的是(填序号)________。 A．CH4·H2O晶体中水是溶剂 B．CH4·H2O的组成元素有三种

C．CH4·H2O中CH4和H2O的质量比为1∶1 D．“可燃冰”能燃烧，说明水具有可燃性 E．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源 F．“可燃冰”是一种比较洁净的能源 G．“可燃冰”提供了水可能变成油的例证 H．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷

(2)“可燃冰”的发现为我国在新世纪使用高效能源开辟了广阔的前景。你认识

能开发利用的新能源还有(至少填写两种)________、________。

答案 (1)BEFH (2)太阳能 潮汐能(或水能、风能、核能、地热能、氢能等) 解析 溶剂是能够溶解其他物质的物质，溶剂与溶质间没有固定的组成，而CH4·H2O的组成固定，故A项不正确；CH4中含C、H两种元素，H2O中含有H、O两种元素，故CH4·H2O由C、H、O三种元素组成，B项正确；CH4·H2O分子中CH4与H2O的物质的量之比为1∶1，而其相对分子质量不等，则C项不正确；CH4·H2O可燃是由于它能分解产生CH4，故D项不正确；H2O是不可能变成油的，故G项不正确。 12．已知一些烷烃的燃烧热如下表：

化合物 甲烷 乙烷 丙烷 燃烧热/kJ·mol－1 1.0 1 560.8 2 221.5 化合物 正丁烷 异丁烷 异戊烷 燃烧热/kJ·mol－1 2 878.0 2 869.6 3 531.3 (1)热稳定性：正丁烷________(填“＞”或“＜”)异丁烷。

(2)写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式_______________________________ _________________________________________________________________。 (3)相同物质的量的烷烃，碳原子数越多，燃烧放出的热量越________(填“多”或“少”)。

(4)有同学估计“正戊烷的燃烧热大约在3 0 kJ·mol－1左右”，你认为正确吗？_____________________________________________________________。 理由是___________________________________________________________。 7

答案 (1)＜ (2)C2H6(g)＋2O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 560.8 kJ·mol

－1

(3)多 (4)正确 正丁烷的燃烧热比异丁烷的略大，所以正戊烷的燃烧热亦

应略大于异戊烷

解析 (1)正丁烷的燃烧热比异丁烷的燃烧热大，说明正丁烷具有的能量高于异

7

丁烷，所以热稳定性：正丁烷＜异丁烷。(2)C2H6(g)＋2O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 560.8 kJ·mol－1。(3)由表中数据分析，碳原子数越多，燃烧热越大，所以相同物质的量的烷烃燃烧时放出的热量随碳原子数的增多而增多。(4)由表中数据分析，正丁烷的燃烧热比异丁烷略大，所以正戊烷的燃烧热也应略大于异戊烷，此同学的估计合理。

13．磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物P2O3和P2O5，现将3.1 g的单质磷(P)在3.2 g氧气中燃烧至反应物耗尽，并放出X kJ的热量。 (1)反应后生成物的组成(用化学式表示)是________。

(2)已知单质磷的燃烧热为Y kJ·mol－1，则1 mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH＝________。

(3)若3.1 g磷在3.6 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出Z kJ的热量，则X________Z(填“＜”“＞”或“＝”)

(4)磷的两种氧化物中，较稳定的是____________________________________。 答案 (1)P2O3、P2O5 (2)－(20X－Y)kJ·mol－1 (3)＜ (4)P2O5 解析 (1) 4P ＋ 3O2===2P2O3 0.1 mol 0.075 mol

O2过量，所以还有P2O5生成。

31

(2)P(s)＋4O2(g)===2P2O3(s) ΔH＝－Q kJ·mol－1 51

P(s)＋4O2(g)===2P2O5(s) ΔH＝－Y kJ·mol－1 设转化成P2O3、P2O5的P的物质的量分别为a、b

35

则4a＋4b＝0.1 mol a Q＋b Y＝X

a＋b＝0.1 mol

a＝0.05 mol

所以b＝0.05 mol

Q＝20 X－Y

所以1 mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热 ΔH＝－(20X－Y)kJ·mol－1。

(3)氧气的量增多，则生成P2O5的量增多，又因为生成P2O5放出热量多，所以Z＞X。

(4)放出热量越多越稳定，所以P2O5稳定。

14．标准状况下0.05 mol某一无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通过足量的澄清石灰水中，得到的白色沉淀为0.15 mol；若用足量碱石灰吸收燃烧产物，增重9.3 g。

可能用到的燃烧热 单位：kJ·mol－1 (1)计算燃烧产物中水的质量。

(2)此气体的化学式是______________________________________________。 (3)写出表示此气体燃烧热的热化学方程式____________________________。 答案 m水＝9.3 g－0.15 mol×44 g·mol－1＝2. 7 g

9

(2)C3H6 (3)C3H6(g)＋2O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2 092 kJ·mol－1 解析 (1)该无色气体含C、H两种元素。燃烧生成CO2和H2O。 m(CO2)＝0.15 mol×44 g·mol－1＝6.6 g 所以m(H2O)＝9.3 g－6.6 g＝2.7 g。

0.15 mol

(2)1 mol该气体中含C原子个数为0.05 mol×NA＝3 NA

2.7 g

18 g·mol

含H原子个数为：0.05 mol×NA＝6 NA

×2

C2H4 1 411 C3H6 2 092 C3H8 2 220 所以其化学式为C3H6。

(3)根据表格中数据，该气体的燃烧热为：2 092 kJ·mol－1。