1、课时跟踪检测(三)能源的充分利用 题型一标准燃烧热1下列关于热化学反应的描述中正确的是()A.HCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则1 mol硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放热为114.6 kJBH2(g)的标准燃烧热是285.8 kJmol1，则2H2O(l)=2H2(g)O2(g)反应的H571.6 kJmol1C放热反应比吸热反应容易发生D1 mol丙烷燃烧生成水和一氧化碳所放出的热量是丙烷的标准燃烧热解析：选B1 mol硫酸与足量氢氧化钡溶液反应时，氢离子与氢氧根离子反应生成2 mol液态水，放出的热量为114.6 kJ，同时硫酸根离子与钡离子生成沉淀也伴随能量的变化，所
2、以1 mol硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放热一定不是114.6 kJ，A错误；氢气与氧气常温下不反应，在点燃条件下发生反应，该反应为放热反应；而氢氧化钡晶体与氯化铵固体常温下发生反应，该反应为吸热反应；所以放热反应不一定比吸热反应容易发生，C错误；1 mol丙烷燃烧生成液态水和气态二氧化碳时所放出的热量是丙烷的标准燃烧热，D错误；故选B。2下列热化学方程式中，H能正确表示物质的标准燃烧热的是()A2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11 003 kJmol1BH2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1C2C(s)O2(g)=2CO(g)H221
3、kJmol1DCO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1解析：选DC8H18的化学计量数为2，产物是稳定氧化物，H不代表标准燃烧热，故A错误；H2的化学计量数为1，但产物不是稳定氧化物，H不代表标准燃烧热，故B错误；C的化学计量数为2，产物不是稳定氧化物，H不代表标准燃烧热，故C错误。3在101 kPa时，氢气在1.0 mol氧气中完全燃烧，生成2.0 mol 液态水，放出571.6 kJ的热量，氢气的标准燃烧热H为_，表示氢气标准燃烧热的热化学方程式为_。解析：在101 kPa时，氢气在1.0 mol氧气中完全燃烧，生成2.0 mol液态水，放出571.6 kJ的热量，所以
4、1 mol氢气完全燃烧生成1.0 mol液态水放出285.8 kJ热量，氢气的标准燃烧热H285.8 kJmol1；则氢气标准燃烧热的热化学方程式为H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1。答案：285.8 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1题型二能源的充分利用4下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不符合开源节流思想的是()解析：选C火力发电是利用煤作燃料，不属于新能源的开发利用。5下列说法不正确的是()A乙醇作燃料易燃烧，污染小，但不可再生B选择燃料需要考虑燃料热值的大小C若反应物总能量大于生成物总能量则该反应为放热反应D将煤制
5、成水煤气可提高煤的利用率解析：选A乙醇作燃料易燃烧，污染小，可再生。6下列有关说法正确的是()A天然气的主要成分是甲烷，是一种可再生的清洁能源B将农业废弃物在一定条件下产生热值较高的可燃气体，是对生物质能的有效利用C若化学过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，则反应放热D寻找合适的催化剂，使水分解产生氢气的同时放出热量是科学家研究的方向解析：选B煤、石油、天然气属于化石燃料，它们都是不可再生能源，故A错误；生物质发酵转化为可燃性气体比如甲烷，是对生物质能的有效利用，故B正确；若化学过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，则吸收的能量大于放出的能量，反应吸热，故C错
6、误；催化剂只能改变化学反应速率，而不能违背能量守恒规律，水分解是吸热反应，这是不可逆转的，故D错误；故选B。题型三H计算的几种方法7已知：1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi键；Si(s)O2(g)=SiO2(s)H，其反应过程与能量变化如图所示(a、b、c均大于0)；化学键SiOO=OSiSi断开1 mol共价键所需能量/kJ460500176下列有关说法正确的是()A晶体硅光伏发电是将化学能转化成了电能B二氧化硅的稳定性小于硅的稳定性CH988 kJmol1DH(ac)kJmol1解析：选C晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能，A项错误；根据化学键的键能计算，断裂1 mol二氧化硅的化
7、学键需要吸收的能量为4460 kJ1 840 kJ，断裂1 mol 晶体硅需要吸收的能量为2176 kJ352 kJ，故二氧化硅的稳定性强于硅的稳定性，B项错误；Si(s)O2(g)=SiO2(s)的H(17625004604)kJmol1988 kJmol1，C项正确；根据题图中信息可知，Hc kJmol1，D项错误。8联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。2O2(g)N2(g)=N2O4(l)H1N2(g)2H2(g)=N2H4(l)H2O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H32N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H41 048.9 kJmol1下列说法不
8、正确的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H5，H5H3BH42H32H2H1C1 mol O2(g)和2 mol H2(g)具有的总能量高于2 mol H2O(g)具有的总能量D联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热解析：选AH2燃烧生成液态水比生成气态水放出的热量多，H3、H5均为负值，放出热量越多H越小，即H5H3，A项错误；根据盖斯定律，由22得2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H42H32H2H1，B项正确；为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，C项正确；由H41 048.9 kJmol1可知，反应放出大量的热，故可用联氨和N
9、2O4作火箭推进剂，D项正确。9研究化学反应原理对于生产、生活及环境保护具有重要意义。已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.46 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1则H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2和H2O的H为()A319.68 kJmol1 B259.7 kJmol1C319.68 kJmol1 D259.7 kJmol1解析：选CCu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)
10、H196.46 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1依据盖斯定律得：Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H319.68 kJmol1，故选C。10能源与人类的生活和社会发展密切相关，下列关于能源开发和利用的说法中不正确的是()A充分利用太阳能B因地制宜开发利用风能、水能、地热能、潮汐能C合理、安全开发利用氢能、核能D能源都是通过化学反应获得的解析：选D人类利用的能源不一定都是通过化学反应获得的，例如水力发电等不是通过化学反应获得的，故D错误。11高温下可将煤转化为水煤气，水煤气可作为气体燃料，有关热化学方程式如下：C(s)H2
11、O(g)=CO(g)H2(g)H1131.3 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2566.0 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H3483.6 kJmol1下列说法正确的是()A煤不属于化石燃料B等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多C水煤气作为气体燃料，比煤直接燃烧污染小D由反应可以确定H2的标准燃烧热为241.8 kJmol1解析：选C煤是常见的化石燃料，故A错误；根据2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2566.0 kJmol1，可知56 g CO完全燃烧放热566 kJ，根据2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H3483.6 kJmol1，可知
12、56 g H2完全燃烧放热483.6 kJ146 770.4 kJ，故B错误；CO和H2燃烧只生成二氧化碳和水，无污染，故C正确；氢气的标准燃烧热是1 mol氢气生成液态水放出的热量，所以H2的标准燃烧热不是241.8 kJmol1，故D错误。12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H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.9 kJmol1C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H89
13、0.3 kJmol1相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是()AH2(g) BCO(g)CC8H18(l) DCH4(g)解析：选B比较、的大小，可知相同质量时，CO(g)完全燃烧放出的热量最少。13已知：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.0 kJmol1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：过程：2Fe3O4(s)=6FeO(s)O2(g)H313.2 kJmol1过程：下列有关说法不正确的是()A过程中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子B过程反应的热化学方程式为3FeO(s)H2O(l)=H2(
14、g)Fe3O4(s)H128.9 kJmol1C过程、中能量转化的形式依次是太阳能化学能、化学能热能D铁氧化合物循环制H2具有节约能源，产物易分离等优点解析：选C过程中每消耗232 g(1 mol) Fe3O4生成0.5 mol O2，反应转移电子的物质的量为0.5 mol42 mol，故A正确；利用盖斯定律，结合题给两个热化学方程式可得过程反应的热化学方程式：3FeO(s)H2O(l)=H2(g)Fe3O4(s)H(571.0 kJmol1)(313.2 kJmol1)128.9 kJmol1，故B正确；过程和过程发生的反应都是吸热反应，过程中能量转化的形式是太阳能转化为热能、热能转化为化学
15、能，过程中能量转化的形式是热能转化为化学能，故C错误；铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源分解Fe3O4，以H2O和Fe3O4为原料，具有成本低、产物易分离的优点，故D正确。14将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484.0 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566.0 kJmol1(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式：_。(2)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要
16、的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成：甲醇甲醛甲酸乙酸。试分析当CO和H2按11的体积比混合发生反应，合成上述_(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。解析：(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484.0 kJmol1，2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566.0 kJmol1，根据盖斯定律，得：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.5 kJmol1。(2)“绿色化学”能实现零排放，即反应物中的原子利用率达到100%，也就是说反应类型一般是化合反应，且反
17、应后产物中的各原子数目比不变，CO和H2在一定条件下按照11反应，则只要各选项中的化学式能转化为形式(CO)n(H2)n，都是正确的。答案：(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.5 kJmol1(2)15汽车尾气中的NOx和CO污染环境，在汽车尾气排放系统中安装催化转化器，可有效减少NOx和CO的排放。.已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H1566.0 kJmol1N2(g)O2(g)=2NO(g)H2180.5 kJmol12NO(g)O2(g)=2NO2(g)H3116.5 kJmol1(1)CO的标准燃烧热为_。 (2)若1 mol N2(g)、1 mol
18、O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的热量，则1 mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的热量为_。 .利用水煤气合成二甲醚的总反应为3CO(g)3H2(g)=CH3OCH3(g)CO2(g)H246.4 kJmol1。(3)它可以分为两步，反应分别如下：2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H1205.1 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2_。 (4)已知CH3OCH3(g)的标准燃烧热为1 455 kJmol1，写出表示其标准燃烧热的热化学方程式：_；若二甲醚燃烧生成的CO2恰好能被100 mL 0.2 mo
19、lL1NaOH溶液吸收生成Na2CO3，则燃烧过程中放出的热量为_。 解析：(1)由2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H1566.0 kJmol1可知，2 mol CO完全燃烧生成CO2(g) 时放出566.0 kJ的热量，所以1 mol CO完全燃烧生成CO2(g)时放出283.0 kJ的热量，CO的标准燃烧热为283.0 kJmol1。(2)若1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的热量，设1 mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的热量为x kJ，由N2(g)O2(g)=2NO(g)H2946 kJmol1498 k
20、Jmol12x kJmol1180.5 kJmol1，解得x631.75，所以1 mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的热量为631.75 kJ。(3)已知：.3CO(g)3H2(g)=CH3OCH3(g)CO2(g)H246.4 kJmol1.2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H1205.1 kJmol1根据盖斯定律，可得：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2HH1246.4 kJmol1(205.1 kJmol1)41.3 kJmol1。(4)已知CH3OCH3(g)的标准燃烧热为1 455 kJmol1，则表示其标准燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 455 kJmol1；100 mL 0.2 molL1NaOH溶液中含氢氧化钠0.02 mol，若二甲醚燃烧生成的CO2恰好能被100 mL 0.2 molL1NaOH溶液吸收生成Na2CO3，需消耗0.01 mol二氧化碳，则燃烧过程中放出的热量为1 455 kJmol10.005 mol7.275 kJ。答案：(1)283.0 kJmol1(2)631.75 kJ(3)41.3 kJmol1(4)CH3OCH3(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 455 kJmol17.275 kJ
