【化學(xué)：選修4人教版同步練習(xí)題】第一章 第二節(jié) 燃燒熱 能源（人教版）

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2011-2012學(xué)年高二化學(xué)選修4（人教版）同步練習(xí)第一章 第二節(jié) 燃燒熱 能源 一. 教學(xué)內(nèi)容： 燃燒熱和能源 二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 1. 理解燃燒熱的概念 2. 掌握有關(guān)燃燒熱的計(jì)算 三. 具體內(nèi)容： （一）燃燒熱 1. 概念 2. 注意事項(xiàng) 3. 表示意義 4. 有關(guān)燃燒熱的計(jì)算 （二）能源 1. 能源 2. 能源的分類 3. 解決能源危機(jī)的方法 4. 如何提高煤的燃燒效率 【典型例題】 [例1] 一定質(zhì)量的無水乙醇完全燃燒時(shí)放出的熱量為Q，它所生成的CO2用過量的飽和石灰水完全吸收可得100gCaCO3沉淀。則完全燃燒1mol無水乙醇時(shí)放出的熱量是（ ） A. 0.5Q B. Q C. 2Q D. 5Q 答案：C 解析：考察對于燃燒熱概念的準(zhǔn)確理解。 [例2] 把煤作為燃料可通過下列兩種途徑獲得熱量： 途徑1：直接燃燒：C（s）+O2（g） CO2（g）（放熱Q1kJ） 途徑2：先制成水煤氣，再燃燒水煤氣： C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）（吸熱Q2kJ）；2CO（g）+O2（g） 2CO2（g）；2H2（g）+O2（g） 2H2O（g），后兩個(gè)反應(yīng)共放熱Q3kJ。 試回答下列問題： （1）判斷途徑1放出的總熱量____（填“大于”、“等于”或“小于”）途徑2放出的總熱量。 （2）在制水煤氣的反應(yīng)里，反應(yīng)物所具有的總能量___生成物所具有的總能量（同上），因此在反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物就需要___能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，其反應(yīng)的條件為_____。 （3）簡述煤通過途徑2作為燃料的意義。 答案：等于；小于；吸收；高溫；固體煤經(jīng)過處理變成氣體燃料后，不僅在燃燒時(shí)減少SO2和煙塵對大氣造成污染，而且燃燒效率高，也便于輸送。 解析：了解煤的利用和提高使用效率、減少污染的方法。 [例3] 燃燒6g碳全部生成氣體時(shí)放出的熱量，如果全部被水吸收，可使1kg水由20℃升高到67℃，水的比熱容為4.2kJ（kg℃）-1，求碳的燃燒熱？ 答案：394.8 kJmol-1 解析：掌握有關(guān)燃燒熱的計(jì)算。 [例4] 下列說法或表示方法正確的是（ ） A. 等物質(zhì)的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出熱量多 B. 由C（石墨）＝C（金剛石）；△H＝＋1.90kJmol-1可知，金剛石比石墨穩(wěn)定 C. 在101kPa時(shí)，2g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） △H＝-285.8kJmol-1 D. 在稀溶液中，H＋（aq）+OH-（aq）=H2O（l） △H＝-57.3kJmol-1 ，若將含0.5molH2SO4的濃硫酸與含1molNaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3kJ 答案：D 解析：考察燃燒熱和中和熱的知識(shí)判斷。 [例5] 下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量（kJ）： 物質(zhì) Cl2 Br2 I2 H2 HCl HI HBr 鍵能（kJmol-1） 243 193 151 436 431 298 366 （1）以上物質(zhì)的單質(zhì)中本身具有的能量最低的是_____； （2）以上物質(zhì)的氫化物中最不穩(wěn)定的是_____； （3）X2＋H2＝2HX（X代表Cl、Br、I）的反應(yīng)是_____反應(yīng)；（填“吸熱”或“放熱”） （4）相同條件下，X2分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出的熱量最多的是______； （5）無上表中的數(shù)據(jù)，你能正確回答出（4）嗎？____，你的依據(jù)是________。 答案：H2；HI；放熱；Cl2；能；生成物越穩(wěn)定，放出的熱量越多，在HX中HCl最穩(wěn)定。 解析：將反應(yīng)熱的知識(shí)和非金屬的知識(shí)相聯(lián)系。 [例6] 依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 （1）18g葡萄糖與適量O2（g）反應(yīng)，生成CO2（g）和H2O（l），放出280.4kJ熱量：____________ （2）2.3g某液態(tài)有機(jī)物和一定量的氧氣混合點(diǎn)燃，恰好完全燃燒，生成2.7g水和2.24LCO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）并放出68.35kJ熱量：_________________________ 答案： （1）C6H12O6（s）+6O2（g）=6H 2O（l）+6CO2（g） △H＝-2804kJmol-1 （2） C2H6O（l）+3O2（g）→3H 2O（l）+2CO2（g） △H＝-1367kJmol-1 解析：考察物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式的書寫。 [例7] 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 ① CH3OH（g）＋H2O（g）＝CO2（g）＋3H2（g）；△H＝＋49.0kJmol－1 ② CH3OH（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）＋2H2（g）；△H＝－192.9kJmol－1 下列說法正確的是（ ） A. CH3OH的燃燒熱為192.9kJmol－1 B. 反應(yīng)①中的能量變化如右圖所示 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）＋1/2O2（g）＝CO2（g）＋2H2（g）的△H＞—192.9kJmol－1 答案：D 解析：利用反應(yīng)熱進(jìn)行比較。 [例8] 葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為：C6H12O6（s）+6O2（g）=6H 2O（l）+6CO2（g） △H＝-2800kJmol-1。葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計(jì)算： （1）100g葡萄糖在人體完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量為____。 （2）人的體溫一般要保持在36.5℃，低于此溫度則要“打寒顫”，并靠消耗葡萄糖釋放出的能量來維持體溫，與此同時(shí)有一部分能量轉(zhuǎn)化為ATP。若形成1molATP需消耗10.75g葡萄糖，則“打寒顫”時(shí)會(huì)有___％的能量轉(zhuǎn)化為熱量。 答案：1557kJ；55 解析：用熱量的知識(shí)和人體的實(shí)際生理活動(dòng)相結(jié)合。 【模擬試題】（答題時(shí)間：60分鐘） 1. 下列選項(xiàng)中說明乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn)的是（ ） ① 燃燒時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)；② 充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境；③ 乙醇是一種再生能源；④ 燃燒時(shí)放出大量熱量 A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④ 2. 下列說法不正確的是（ ） A. 化石燃料在任何條件下都能充分燃燒 B. 化石燃料在燃燒過程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體 C. 直接燃燒煤不如將煤進(jìn)行深加工后再燃燒的效果好 D. 固體煤變?yōu)闅怏w燃料后，燃燒效率將更低 3. 氫氣是一種很有前途的能源物質(zhì)，以水為原料大量制取氫氣的最理想的途徑是（ ） A. 利用太陽能直接使水分解產(chǎn)生氫氣 B. 以焦炭和水制取水煤氣后分離出氫氣 C. 用Fe跟HCl反應(yīng)放出氫氣 D. 由熱電站提供電力電解水產(chǎn)生氫氣 4. 在相同條件下，燃燒時(shí)對大氣污染程度最小的燃料是（ ） A. 液化氣 B. 煤油 C. 煤餅 D. 木柴 5. 下列敘述正確的是（ ） A. 電能是二級(jí)能源 B. 水力是二級(jí)能源 C. 天然氣是一級(jí)能源 D. 水煤氣是一級(jí)能源 6. 關(guān)于用水制取二級(jí)能源H2，以下研究方向中不正確的是（ ） A. 構(gòu)成水的氫和氧是可以燃燒的物質(zhì)，因此，可研究在水不分解的情況下，使氫成為二級(jí)能源 B. 設(shè)法將太陽能聚焦，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生H2 C. 尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生H2，同時(shí)釋放能量 D. 尋找特殊的化學(xué)物質(zhì)，用于開發(fā)廉價(jià)能源，以分解水制取H2 7. 依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 （1）1molC2H4（g）與適量O2（g）反應(yīng)，生成CO2（g）和H2O（l），放出1411kJ熱量：____________ （2）2molAl（s）與適量O2（g）反應(yīng)，生成Al2O3（s），放出1669.8kJ熱量：____________ 8. 科學(xué)家研究南極冰芯樣本后發(fā)現(xiàn)，工業(yè)革命前的65萬年間，地球大氣層中的溫室氣體穩(wěn)定，CO2含量一直處在180—289ppm之間，CH4含量在320—720ppb之間?，F(xiàn)在大氣中的CO2和CH4含量分別高達(dá)380ppm和1700ppb，導(dǎo)致溫室氣體含量變化的主要原因是________。 ① 以煤為能源的機(jī)器的廣泛使用；② 以石油為能源的機(jī)器的廣泛使用；③ 以原子能為能源的核工業(yè)的發(fā)展；④ 以風(fēng)能、太陽能為能源的新興工業(yè)的發(fā)展 9. 石油是一種重要能源，人類正面臨著石油短缺、油價(jià)上漲的困惑。以下解決能源問題的方法不當(dāng)?shù)氖牵? ） A. 用木材作燃料 B. 用液氫替代汽油 C. 開發(fā)風(fēng)能 D. 開發(fā)地?zé)崮? 10. 1.00L 1.00mol/L H2SO4溶液與2.00L 1.00 mol/L NaOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6kJ的熱量，該反應(yīng)的中和熱數(shù)值為____，表示其中和熱的熱化學(xué)方程式為___________。 11. 已知：（1）Zn（s）+1/2O2（g）==ZnO（s），ΔH=-348.3kJ/mol （2） 2Ag（s）+1/2 O2（g）== Ag2O（s），ΔH=-31.0kJ/mol 則Zn（s）+ Ag2O（s）== ZnO（s）+ 2Ag（s）的ΔH等于 A. -317.3kJ/mol B. -379.3kJ/mol C. -332.8 kJ/mol D. 317.3 kJ/mol 12. 灰錫（以粉末狀存在）和白錫是錫的兩種同素異形體。已知： ① Sn（s、白）＋2HCl（aq）＝SnCl2（aq）＋H2（g） △H1 ② Sn（s、灰）＋2HCl（aq）＝SnCl2（aq）＋H2（g） △H2 ③ Sn（s、灰）Sn（s、白） △H3＝＋2.1kJ/mol 下列說法正確的是（ ） A. △H1＞△H2 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. 錫制器皿長期處于低于13.2℃的環(huán)境中，會(huì)自行毀壞 【試題答案】 1. D 2. AD 3. A 4. A 5. AC 6. AC 7. （1）C2H4（g）+3O2（g）=2H 2O（l）+2CO2（g） △H＝-1411kJmol-1 （2） 2Al（s）+3/2O2（g）=Al2O3（s） △H＝-1669.8kJmol-1 8. ①② 9. A 10. 57.31kJmol-1；1/2H2SO4（aq）+NaOH（aq）=1/2Na2SO4（aq）+H2O（l） △H＝-57.3kJmol-1 11. A 12. D 【試題解析】 1. 燃燒時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)本身沒有錯(cuò)誤，但不是作為燃料的優(yōu)點(diǎn)。 2. 燃料的充分燃燒需要足夠多的空氣，接觸面積大，不是任何條件下；將煤液化或氣化，是增大接觸面積，會(huì)提高燃燒的效率。 3. 考慮實(shí)際效益，電解水成本高，F(xiàn)e與HCl產(chǎn)生氫氣少，焦炭與水反應(yīng)不易分離出H2，實(shí)際的途徑就是利用太陽能和催化劑的方法制得。 4. 煤油燃燒會(huì)產(chǎn)生黑色煙塵和有毒的SO2氣體；煤餅燃燒不僅產(chǎn)生煙塵，煤中所含的硫在燃燒時(shí)會(huì)生成SO2；木柴燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵。 5. 水力和天然氣可直接提供能源，所以屬于一級(jí)能源。 6. A中能燃燒的是H2，不是化合態(tài)的氫；C中水要分解必須吸收能量。 7. 注意熱化學(xué)方程式的配平要和熱量的數(shù)值相對應(yīng)。 8. 找產(chǎn)生大量溫室氣體的過程。 10. 注意中和熱指的是生成1molH2O所釋放的能量。 11. 將反應(yīng)2逆向書寫，就是吸收熱量，再將其與反應(yīng)1相加，則熱量為兩數(shù)相減。 12. Sn（s、灰）Sn（s、白），說明白錫能量高，因此反應(yīng)1放熱多，但因?yàn)椤鱄為負(fù)值，所以放熱越多，△H越?。怀叵?，因?yàn)殄a是相對比較活潑的金屬，以化合物的形式存在；因灰錫以粉末形式存在，所以會(huì)毀壞。 6