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2019-2020年高三化學(xué)一輪 6-2燃燒熱 能源 化學(xué)反應(yīng)熱的計算課件 新人教版
一、選擇題
1.下列有關(guān)燃料燃燒的說法正確的是
( )
A.使燃料充分燃燒,空氣量越多越好
B.物質(zhì)燃燒都需要氧氣
C.水煤氣不屬于化石燃料,而煤、石油、天然氣屬于化石燃料
D.液化氣是目前世界上最重要的氣體礦物燃料
【解析】 A項,使燃料充分燃燒,空氣適量為好,過量會帶走部分熱量。B項,燃燒不一定都需要氧氣,如H2在Cl2中燃燒。C項中水煤氣是CO和H2的混合氣體,不是化石燃料,說法正確。D項,液化氣不是礦物燃料,而是化石燃料,故選C。
【答案】 C
2.能源是現(xiàn)代化社會生活的物質(zhì)基礎(chǔ)。背景材料:①xx年國際油價飆升,新型納米金屬燃料面世;②xx年、xx年全國許多省市全面推廣使用乙醇汽油;③到xx年,江蘇省將打造成為全國重要的太陽能產(chǎn)業(yè)基地;④生物柴油是以油脂為原料,通過水解、酯化得高級脂肪酸甲酯。下列說法正確的是(多選)
( )
A.乙醇汽油推廣的最主要目的在于降低國際市場的油料價格
B.生物柴油燃燒不會產(chǎn)生二氧化碳,是一種清潔能源
C.太陽能是一種清潔安全的可再生能源
D.納米金屬燃料表面積大、易引發(fā)、能量釋放快
【解析】 能源問題既是舉國關(guān)心的大問題,也是化學(xué)界一直關(guān)注的重要課題。生物柴油、乙醇汽油的推廣,主要是為緩解能源危機,達到節(jié)約資源的目的,納米金屬燃料作為新燃料,也與此有關(guān)。
【答案】 CD
3.丙烷是液化石油氣的主要成分,其燃燒熱為2 217.8 kJ/mol,表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為
( )
A.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=+2 217.8kJ/mol
B.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2 217.8kJ/mol
C.C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 217.8 kJ/mol
D.C3H8(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=-443.6 kJ/mol
【解析】 A項有兩處錯誤:①H2O應(yīng)為液態(tài);②ΔH<0;B項中H2O應(yīng)為液態(tài);D項中C3H8物質(zhì)的量應(yīng)為1 mol。
【答案】 C
4.物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化,由圖判斷下列關(guān)系錯誤的是
( )
A.A→F,ΔH=-ΔH6
B.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=1
C.C→F,|ΔH|=|ΔH1+ΔH2+ΔH6|
D.|ΔH1+ΔH2+ΔH3|=|ΔH4+ΔH5+ΔH6|
【解析】 A→F與F→A反應(yīng)方向相反,ΔH符號也相反,數(shù)值相同,A對;從轉(zhuǎn)化關(guān)系可以看出,B選項是從A又回到A的焓疊加,所以ΔH=0,B錯;C→D→E→F與C→B→A→F起點與終點均相同,所以兩條途徑的ΔH相等,C對;同理D也對。
【答案】 B
5.已知反應(yīng):
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ/mol
則反應(yīng):C(s)+O2(g)===CO(g)的ΔH是
( )
A.-221 kJ/mol B.-110.5 kJ/mol
C.110.5 kJ/mol D.221 kJ/mol
【解析】 書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注意:(1)物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,反應(yīng)熱的數(shù)值不同,因此要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài);(2)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)為相應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量,它可以是整數(shù),也可以是分數(shù);(3)要注意燃燒熱和中和熱的含義。依據(jù)蓋斯定律,將①-②即得,C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ/mol-(-283.0 kJ/mol)=-110.5 kJ/mol,故B正確。
【答案】 B
6.已知熱化學(xué)方程式:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ/mol和2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,當1 g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時,其熱量變化為( )
①放出?、谖铡、?.44 kJ ④4.88 kJ?、?8 kJ
A.②和⑤ B.①和③
C.②和④ D.②和③
【解析】 2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ/mol①
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol②
①+②可得,H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol,則1 g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時要吸收的熱量為:44.0 kJ/mol=2.44 kJ,故②、③正確,選D。
【答案】 D
7.實驗室用4 mol SO2與2 mol O2進行下列反應(yīng):
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.64 kJ/mol
當放出314.624 kJ熱量時,SO2的轉(zhuǎn)化率為
( )
A.40% B.50%
C.80% D.90%
【解析】 本題綜合考查化學(xué)反應(yīng)熱、物質(zhì)轉(zhuǎn)化率的計算,當放出314.624 kJ熱量時,轉(zhuǎn)化的SO2的物質(zhì)的量為314.624 kJ2/196.64 kJ/mol=3.2 mol,轉(zhuǎn)化率為3.2 mol/4 mol100%=80%。
【答案】 C
8.已知:(1)膽礬失水的熱化學(xué)方程式為:
CuSO45H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=+Q1kJ/mol
(2)室溫下,無水硫酸銅溶于水的熱化學(xué)方程式為:
CuSO4(s)===Cu2+(aq)+SO(aq) ΔH=-Q2 kJmol-1
(3)膽礬(CuSO45H2O)溶于水時溶液溫度降低。
則Q1與Q2的關(guān)系是(Q1、Q2為正數(shù))
( )
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2
C.Q1
0,所以有Q1-Q2>0。
【答案】 A
9.灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知:
①Sn(s,白)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(s,灰)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(s,灰) (sn,白) ΔH3=+2.1 kJmol-1
下列說法正確的是
( )
A.ΔH1>ΔH2
B.錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在
C.灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
D.錫制器皿長期處在低于13.2 ℃的環(huán)境中,會自行毀壞
【解析】 據(jù)蓋斯定律,②-①得:Sn(s,灰)===Sn(s,白) ΔH3=ΔH2-ΔH1=+2.1 kJmol-1,可知ΔH2>ΔH1,A項不正確;灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),C項不正確;據(jù)反應(yīng)③可知,常溫(25 ℃)下錫以白錫狀態(tài)存在,當錫制器皿長期處在低于13.2 ℃的環(huán)境下,會轉(zhuǎn)化為粉末狀的灰錫,而自行毀壞,B項不正確,D項正確。
【答案】 D
10.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJmol-1
②CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJmol-1
下列說法正確的是
( )
A.CH3OH的燃燒熱為192.9 kJmol-1
B.反應(yīng)①中的能量變化如上圖所示
C.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量
D.根據(jù)②推知反應(yīng)CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJmol-1
【解析】 選項A,不正確,燃燒熱是指101 kPa下,1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的能量,題中甲醇與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物之一是H2,故不正確;選項B,不正確,反應(yīng)①是一個吸熱反應(yīng),即反應(yīng)物的總能量應(yīng)小于生成物的總能量,而圖中表達的是反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,故不正確;選項C,反應(yīng)②中,甲醇轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃獾姆磻?yīng)為放熱反應(yīng),故不正確;選項D,液態(tài)甲醇燃燒放熱比氣態(tài)甲醇燃燒放熱要少,故正確。
【答案】 D
11.已知反應(yīng):①101 kPa時,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ/mol
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol。下列結(jié)論正確的是( )
A.碳的燃燒熱大于110.5 kJ/mol
B.①的反應(yīng)熱為221 kJ/mol
C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為-57.3 kJ/mol
D.稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol水,放出57.3 kJ的熱量
【解析】 燃燒熱是1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量,因此表示燃燒熱只標出數(shù)值和單位,即不再標出符號來表示放熱。中和熱是在稀溶液中酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時放出的熱量。對于強酸、強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O中和熱為57.3 kJ/mol。由中和熱定義知中和反應(yīng)也是放出熱量,故中和熱也只表示數(shù)值和單位即可,不再標出表示放熱的“-”號,故C錯誤。由于2C(s)+O2(g)===2CO(g)燃燒生成的是CO,不是穩(wěn)定的氧化物,因此=110.5 kJ/mol不是碳的燃燒熱。由于不穩(wěn)定的CO轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定CO2又放出熱量,故碳的燃燒熱大于110.5kJ/mol。反應(yīng)熱的表示包含三部分“符號”“數(shù)值”和“單位”表示放熱還是吸熱。而B選項中沒有表示出符號故錯誤;由于稀醋酸是弱電解質(zhì)電離時吸收熱量,故稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol H2O,放出的熱量小于57.3 kJ。
【答案】 A
12.已知3.6 g碳在6.4 g氧氣中燃燒,至反應(yīng)物耗盡,測得放出熱量a kJ。又知道12.0 g碳完全燃燒,放出熱量為b kJ。則熱化學(xué)方程式C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=w,w等于
( )
A.-(a-b)kJmol-1 B.-(a+b)kJmol-1
C.-(5a-0.5b)kJmol-1 D.-(10a-b)kJmol-1
【解析】 n(C)==0.3 mol
n(O2)==0.2 mol。
經(jīng)計算二者完全反應(yīng)后生成0.1 mol CO2,0.2 mol CO,所以生成0.2 mol CO放出的熱量為(a-0.1b)kJ,所以生成1 mol CO放出的熱量為(a-0.1b)kJ=(5a-0.5b)kJ,即w=-(5a-0.5b)kJmol-1。
【答案】 C
二、非選擇題
13.(xx年梅州調(diào)研)“氫能”將是未來最理想的新能源。
(1)實驗測得,1克氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出142.9 kJ熱量,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為________。
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-142.9 kJmol-1
B.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJmol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJmol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-285.8 kJmol-1
(2)根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想,為了制備H2,某化學(xué)家設(shè)計了下列反應(yīng)步驟:
①CaBr2+H2OCaO+2HBr
②2HBr+HgHgBr2+H2
③HgBr2+CaOHgO+CaBr2
④2HgO2Hg+O2↑
你認為該方法的主要缺點是_________________________。
(3)利用核能把水分解制氫氣,是目前正在研究的課題。下圖是其中的一種流程,其中用了過量的碘。請寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:____________________________________;用該法制取氫氣最大的優(yōu)點是:____________________________。
(4)有人認為目前利用氫氣作為能源不太現(xiàn)實。請問你認為是否現(xiàn)實?________(填“不現(xiàn)實”或“現(xiàn)實”),說明能夠支持你的觀點的兩點理由:____________________________。
【解析】 (1)書寫氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式時,H2的物質(zhì)的量不受限制,若書寫表示H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式時,H2的物質(zhì)的量必須為1 mol,且必須生成穩(wěn)定的化合物液態(tài)水。
(2)(3)評價方案的優(yōu)劣時,可以從反應(yīng)條件的可操作性、對環(huán)境的影響等角度進行。
(4)回答該小題時可以從不同的角度進行,只要能夠證明觀點即可。如可以從制取成本、儲存、運輸?shù)冉嵌日f明不現(xiàn)實;可以從來源、對環(huán)境的影響等角度說明方案現(xiàn)實。
【答案】 (1)BC (2)循環(huán)過程需要很高的能量,且使用重金屬汞,會產(chǎn)生污染
(3)SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4
SO2和I2可循環(huán)使用,無污染
(4)不現(xiàn)實 現(xiàn)有的制取氫氣方法耗能大,制取的成本太高 氫氣的熔沸點太低,給儲存和運輸帶來困難
(或:現(xiàn)實 制取氫氣用水為原料、來源豐富 氫氣燃燒的產(chǎn)物是水,不會給環(huán)境帶來任何污染)
14.A~G是中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì),A、D為單質(zhì),G是含A元素的酸性氣體。已知:A(s)+B(g)===C(g)+D(g) ΔH=+131.4 kJmol-1,某同學(xué)實驗測知,4 g A發(fā)生上述反應(yīng)吸收43.8 kJ的熱量。
(1)寫出A元素的名稱________。
(2)另外知:
A(s)+O2(g)===G(g) ΔH=-393.6 kJmol-1
C(g)+O2(g)===G(g) ΔH=-283 kJmol-1
D(g)+O2(g)===B(g) ΔH=-242 kJmol-1
由此判斷“因為283 kJmol-1+242 kJmol-1>393.6 kJmol-1,所以A燃燒時加少量B可以放出更多的熱量”這種說法是否正確?并說明理由___________________。
(3)寫出A+O2―→C的熱化學(xué)方程式:
________________________________________________________________________。
【解析】 (1)由A(s)+B(g)===C(g)+D(g)
ΔH=+131.4 kJmol-1,
知n(A)==mol
M(A)==12 gmol-1,故A為碳,B為H2O,C為CO,D為H2,G為CO2,E為濃H2SO4或濃HNO3。
(2)可把3個熱化學(xué)方程式具體寫為:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.6 kJmol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJmol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJmol-1
兩種途徑反應(yīng)熱分別為:-283 kJmol-1-242 kJmol-1+131.4 kJmol-1=-393.6 kJmol-1和-393.6 kJmol-1,可見是相等的。
(3)將C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.6 kJmol-1和CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJmol-1兩式相減即得C+O2―→CO的熱化學(xué)方程式。
【答案】 (1)碳
(2)不正確,因為1 mol A與O2直接燃燒放出的熱量為393.6 kJ,而1 mol A先與B反應(yīng)生成C和D,C和D再與O2反應(yīng),共放熱量-131.4 kJ+283 kJ+242 kJ=393.6 kJ,兩者相同
(3)C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.6 kJmol-1
15.下列兩個熱化學(xué)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
根據(jù)上面兩個熱化學(xué)方程式,試回答下列問題:
(1)H2的燃燒熱為________,C3H8的燃燒熱為____________。
(2)現(xiàn)有H2和C3H8的混合氣體共5 mol,完全燃燒時放熱3 847 kJ,則在混合氣體中H2和C3H8的體積比為________。
【解析】 題目中可以應(yīng)用的主要信息是熱化學(xué)方程式中的計量數(shù)和反應(yīng)熱,解答該題時可先確定可燃物的燃燒熱,然后根據(jù)Q放=n燃燒熱進行計算。
(1)根據(jù)燃燒熱的概念可知:H2、C3H8的燃燒熱分別為285.8 kJ/mol、2 220 kJ/mol。
(2)設(shè)H2、C3H8的物質(zhì)的量分別為n1、n2,則有:
解得
在相同p、T時,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
【答案】 (1)285.8 kJ/mol 2 220 kJ/mol (2)3∶1
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