1、第2节 燃烧热 能源一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1(双选)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是()A氢气和氧气都是可以燃烧的物质，因此研究在水不分解的情况下使氢成为二级能源B设法将太阳能聚集，产生高温，使水分解产生氢气C寻找高效催化剂，使水分解，同时释放能量D寻找特殊物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气【答案】AC2在101 kPa时，1 mol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。一些烷烃的燃烧热如下表：化合物燃烧热(kJmol1)化合物燃烧热(kJmol1)甲烷891.0正丁烷2 878.0乙烷1 559.8异丁烷2 869
2、.6丙烷2 221.5异戊烷3 531.3下列说法正确的是()A正戊烷的燃烧热大于3 531. 3 kJmol1B相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多C正丁烷转化为异丁烷的热化学方程式为CH3CH2CH2CH3(g)=CH3CH(CH3)CH3(g)H8.4 kJmol1D甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H891.0 kJmol1【答案】A3下列热化学方程式中，H能正确表示物质的燃烧热的是()ACO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283.0 kJ/molBC(s)1/2O2(g)=CO(g)H110.5 kJ/molCH2(g)
3、1/2O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ/molD2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11 036 kJ/mol【答案】A【解析】A项，H的数值能表示CO的燃烧热；B项，CO不是C完全燃烧生成的稳定氧化物；C项，生成物H2O(g)不是稳定的氧化物，其稳定的氧化物为H2O(l)；D项，C8H18的物质的量不是1 mol。4下列燃烧反应的反应热不是燃烧热的是()H2(g)O2(g)=H2O(l)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H32H2S(g)3O2(g)=2SO2(s)2H2O(l)H4A BC D【答案】B【解析】生
4、成物液态水是最稳定的氧化物，故正确；生成物应是CO2(g)，否则不是燃烧热，故错误；符合燃烧热的定义，故正确；可燃物的化学计量数不是1，故错误。【点拨】易忽略燃烧热对可燃物的量以及产物状态的要求。燃烧热要求：可燃物为1 mol；产物为稳定状态的氧化物，如碳元素完全燃烧生成CO2(g)，氢元素完全燃烧生成H2O(l)，硫元素完全燃烧生成SO2(g)。5下列热化学方程式正确的是(注：H的绝对值均正确)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJ/mol(燃烧热)B2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJ/
5、mol(中和热)CS(s)O2(g)=SO2(g)H269.8 kJ/mol(反应热)D2NO2=O22NOH116.2 kJ/mol(反应热)【答案】C【解析】燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，而A项反应中生成的气态水不是稳定的氧化物，故错误。中和热是强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol水时放出的热量，而B项热化学方程式的反应热表示生成2 mol水时放出的热量，故错误；硫燃烧生成二氧化硫气体放热，C项符合热化学方程式的书写方法，故正确；D项未标注物质聚集状态，故错误。【点拨】写热化学方程式的注意事项：标明各反应物和生成物的聚集状态，气体是“g”，液体是“l”，固体
6、是“s”，溶液是“aq”，还要注意反应是吸热还是放热，吸热反应H为“”，放热反应H为“”，反应热的单位是kJ/mol。另外还需注意反应热H的值与物质的量的关系。6下列关于反应热的说法正确的是()A当H0时，表示该反应为吸热反应B已知C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1，说明碳的燃烧热为110.5 kJmol1C反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关D化学反应的反应热，与反应物旧键断裂吸收的总能量和新键形成放出的总能量的相对大小有关，与反应条件无关【答案】D【解析】当H192.9 kJmol1【答案】D【解析】燃烧热是指在101 kPa时，1 mol纯物质完
7、全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，而在选项A中甲醇与氧气反应生成的是氢气，而非H2O(l)，故A项错误；反应中H0，属于吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，故B项错误；反应中将甲醇蒸气燃烧转化为H2是放热反应，该过程中释放出能量，故C项错误；由于CH3OH由气态变为液态要放出能量，反应物的总能量降低，所以反应CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2(g)放热减少，H增大，故D项正确。【点拨】同种物质，聚集状态不同，具有的能量不同。同一物质在不同聚集状态时的能量大小关系为：气态液态固态。8下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)()AC(s)O2(g)=CO(g)H1
8、10.5 kJmol1(燃烧热)B2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H483.6 kJmol1(反应热)CC2H5OH3O2=2CO23H2OH1 368.8 kJmol1(反应热)D2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1(中和热)【答案】B【解析】燃烧热是1 mol的物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，碳完全燃烧生成的稳定的氧化物是CO2，不是CO，A项错误。水的分解反应为吸热反应，H0，B项正确。物质所含能量的多少与聚集状态有关，不指明聚集状态，则能量的大小无意义，C项错误。中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应产生1
9、 mol水时放出的热量，与发生反应的酸、碱的物质的量的多少无关，D项错误。【点拨】热化学方程式正误判定原则：检查H的单位是否正确。检查H的“”“”是否与吸热、放热对应。检查物质的聚集状态是否标注及标注的聚集状态是否正确。检查H是否与反应物或生成物的物质的量相对应(成正比)。9(双选)下列说法不正确的是()A化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低【答案】AD10下列两个热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1；C3H8(g
10、)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 220 kJmol1。现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 847 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是()A21 B31C41 D51【答案】B【解析】设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有解得在相同压强、温度下，V(H2)V(C3H8)n(H2)n(C3H8)31。11根据热化学方程式：S(s)O2(g)=SO2(g)Ha kJ/mol(a297.2)，分析下列说法中不正确的是()AS(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应BS(g)O2(g)=SO2(g)Hb kJ/mol，则abC1 mol SO
11、2(g)所具有的能量小于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和D16 g固体硫在空气中充分燃烧，可放出148.6 kJ的热量【答案】B【解析】从所给热化学方程式分析，Hb。B错误；因为S的燃烧是放热的反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故1 mol SO2(g)所具有的能量小于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和，C正确；16 g固体硫在空气中充分燃烧放出的热量为148.6 kJ，D正确。12下列说法或表示正确的是()A由“C(s，石墨)C(s，金刚石)H119 kJmol1”可知金刚石比石墨稳定B在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液
12、态水，放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1C在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热D等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多【答案】D【解析】石墨的能量比金刚石低，稳定性更好；H2燃烧放热，H0；1 mol碳完全燃烧生成CO2时的反应热为碳的燃烧热。二、非选择题(本题包括4小题，共40分)13(10分)(1)含11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 molL1的H2SO4溶液反应放出11.46 kJ的热量，该反应的热化学方程式为_，则KOH与H2SO4反应的中和热为_。(
13、2)已知在101 kPa时，CO的燃烧热为283 kJmol1。相同条件下，若2 mol CH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1 mol CO完全燃烧放出热量的6.30倍，CH4完全燃烧的热化学方程式是_。(3)在25 、101 kPa时，1.00 g C6H6(l)燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出41.8 kJ的热量，C6H6的燃烧热H_kJ/mol，该反应的热化学方程式为_。【答案】(1)KOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol157.3 kJmol1(2)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H891.45 kJmo
14、l1(3)3 260.4C6H6(l)O2(g)=6CO2(g)3H2O(l)H3 260.4 kJmol1【解析】(1)n(KOH)0.2 mol，n(H2SO4)0.1 mol，两者恰好完全反应生成0.2 mol水，放出11.46 kJ的热量，由中和热的定义可知，生成1 mol水，放出的热量为11.46 kJ557.3 kJ。(2)1 mol CH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为283 kJ6.302891.45 kJ。(3)1 mol C6H6(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出的热量：41.8 kJ/g78 g3 260.4 kJ，热化学方程式为C6H6(l)O2(g)
15、=6CO2(g)3H2O(l)H3 260.4 kJmol114(10分)已知C、H2、CO的燃烧热的数据如下表所示：物质CH2COH(kJ/mol)393.5285.8283.0(1)写出C完全燃烧的热化学方程式：_。(2)能表示H2燃烧热的热化学方程式为_。(3)现以H2或CO为燃料来提供热能，从热能的角度考虑，你认为应该选择_(填写序号)。AH2BCOC均可以理由是_。【答案】(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol(3)A等质量的H2完全燃烧放出的热量比CO多，且H2的燃烧产物为H2O，对环境无污
16、染【解析】由C和H2的燃烧热H可书写出C完全燃烧和表示H2燃烧热的热化学方程式。1 g H2完全燃烧放出的热量为142. 9 kJ，而1 g CO完全燃烧放出的热量为10.1 kJ。故应选择H2。15(10分)把煤作为燃料可通过下列两种途径获得热量：途径：直接燃烧：C(s)O2(g)CO2(g)(放热Q1kJ)途径：先制成水煤气，再燃烧水煤气：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)(吸热Q2kJ)(共放热Q3kJ)试回答下列问题：(1)判断途径放出的总热量_(填“大于”“小于”或“等于”)途径放出的总热量。(2)在制水煤气的反应中，反应物所具有的总能量_(填“大于”“小于”或“等于”)生成
17、物所具有的总能量，因此在反应时，反应物就需要_能量才能转化为生成物，其反应的条件为_。(3)简述煤通过途径作为燃料的意义：_。【答案】(1)等于(2)小于吸收高温(3)固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时降低了SO2和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送【解析】物质燃烧时放出的热量仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间变化过程无关。所以，碳虽先变为水煤气，后水煤气燃烧又变为CO2，其实质就相当于碳燃烧生成CO2的一步反应，故放出热量相等。【点拨】提高燃料利用率常采用的措施：一是将块状固体燃料粉碎或将液体燃料以雾状喷出以增大反应物的接触面积，提高燃烧效率；二是将煤
18、进行气化和液化，以除去煤中所含的硫，防止煤在燃烧过程中产生的SO2形成酸雨。16(10分)(1)可用气化或_的办法来改善煤的燃烧性能，以煤制取高热值气的化学方程式为_。(2)天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便，将成为我国西部开发的重点之一。天然气常和石油伴生，其主要成分是甲烷。与燃烧煤相比，燃烧甲烷的显著优点是_(填序号)。减少SO2的排放量减少粉尘排放量减少氮氧化合物排放量减少CO2排放量(3)1980年我国首次制成燃氢汽车，乘员12人，以50 km/h行驶了40 km。为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济的制氢方法是_(填序号)。电解水锌和稀硫酸反应光解海水其次，制得纯氢气后还需要解决的问题是_。(写出其中一个)【答案】(1)液化C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)(2)(3)储存、运输【解析】用煤制取高热值气，实质是将煤气化，发生的反应为：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)。燃烧甲烷放热多，产物CO2的量少，无污染。开发氢气的合理途径有：光解海水或采用其他形式的较廉价的能量分解水制H2。