2017-2018学年人教版选修4 第1章第2节 燃烧热 能源 作业

2017-2018学年人教版选修4 第1章第2节 燃烧热 能源 作业

1 / 7 第1章第2节 燃烧热 能源

1．已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体。等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下面有关天然气的几种叙述中正确的是 ( C )

①天然气与煤、石油相比是较清洁的能源

②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大

③燃烧天然气也是酸雨的成因之一

A．①②③ B．只有①

C．①和② D．只有③

解析：CH4燃烧的产物是CO2和H2O，与煤、石油相比属较清洁的能源。依题意，1 mol CH4(16

g)比1 mol CO2(44 g)产生的温室效应大，故等质量的CH4比CO2产生的温室效应也大。天然气燃烧生成的CO2不是酸雨的成因，因为H2CO3的酸性很弱。

2．中国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于 ( D )

①增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源 ②减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成 ③提高煤炭的热效率并减少CO的排放 ④使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率

A．①② B．①③④

C．②③ D．③④

解析：由于大块的固体燃料与空气的接触面积有限，燃烧往往不够充分，采用沸腾炉是将固体燃料粉碎，以增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率，同时又能防止煤炭不充分燃烧产生CO污染大气。

3．下列说法或表示方法正确的是 ( B )

A．反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应一定不能发生

B．由石墨比金刚石稳定可知：C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH<0

C．已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ/mol。将1 mol SO2和0.5 mol O2充入一密闭容器中充分反应，放出49.15 kJ的热量

D．在101 kPa,25℃时，1 g H2完全燃烧生成气态水，放出120.9 kJ的热量，则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol

解析：A项，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应，如铵盐与碱，错；B项，石墨稳定，对应的能量低，由高能量物质转化成低能量物质的反应放热，故ΔH<0，正确；C项，SO2与O2发生的反应为可逆反应，所以1 mol SO2和0.5 mol O2不可能完全转化，放出的能量应小于49.15 kJ，错；D项，燃烧热是指完全燃烧生成稳定氧化物时放出的能量，101 kPa,25℃时液态水比气态水稳定，错。 2017-2018学年人教版选修4 第1章第2节 燃烧热 能源 作业

2 / 7 4．下列表示乙炔(化学式为C2H2)燃烧热的热化学方程式是 ( B )

A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝a kJ•mol－1

B．C2H2(g)＋52O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝b kJ•mol－1

C．C2H2(g)＋32O2(g)===2CO(g)＋H2O(g) ΔH＝c kJ•mol－1

D．C2H2(g)＋32O2(g)===2CO(g)＋H2O(l) ΔH＝d kJ•mol－1

解析：只有1 mol乙炔完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量才能表示乙炔的燃烧热，只有B项正确。

5．25℃，101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热ΔH依次是－393.5 kJ/mol、－285.8

kJ/mol、－890.3 kJ/mol、－2 800 kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是 （ D )

A．C(s)＋12O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol

B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝＋571.6 kJ/mol

C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ/mol

D．12C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ/mol

解析：根据燃烧热的定义，碳完全燃烧生成的稳定氧化物应是CO2，而不是CO；B中ΔH应为－571.6 kJ/mol；C中应生成液态水才能与－890.3 kJ/mol相对应，故A、B、C都错，应选D。

6．化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热。由于反应热的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等。

(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是__ΔH4、ΔH5__；表示物质中和热的是__ΔH6__。(填“ΔH1”“ΔH2”或“ΔH3”等)

A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)__ΔH1

B．C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)__ΔH2

C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)__ΔH3

D．C(s)＋O2(g)===CO2(g)__ΔH4

E．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)__ΔH5

F．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)__ΔH6

G．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)__ΔH7 2017-2018学年人教版选修4 第1章第2节 燃烧热 能源 作业

3 / 7 (2)根据2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出99.6 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：__C2H2(g)＋52O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)__ΔH＝－1294.8 kJ/mol__。

解析：(1)根据燃烧热的含义可知ΔH4、ΔH5为燃烧热。根据中和热的含义可知ΔH6为中和热。(2)由2.00 g C2H2完全燃烧放出热量为99.6 kJ可得1 mol C2H2气体完全燃烧放出热量为99.6 kJ÷(2.00 g/26 g)＝1294.8 kJ。故C2H2气体燃烧的热化学方程式为C2H2(g)＋52O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)__ΔH＝－1294.8 kJ/mol。

7．能源可以划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其他形式间接制取的能源称为二级能源。例如自然界中的煤即为一级能源，而H2是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ/mol，根据以上叙述回答：

(1)下列叙述中正确的是__ac__。

a．电能是二级能源

b．水能是二级能源

c．天然气是一级能源

d．水煤气是一级能源

(2)请你再列举一些一级能源和二级能源

一级能源：__石油、风能等__；

二级能源：__电能、核能等(答案合理即可)__。

(3)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤作燃料的论点不正确的是__b__(填字母)。

a．煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用

b．煤是发热很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤作燃料实惠

c．煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘，对环境污染严重

d．通过洁净煤技术，如煤的气化和液化，以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率

(4)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向正确的是__bd__。

a．组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源 2017-2018学年人教版选修4 第1章第2节 燃烧热 能源 作业

4 / 7 b．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气

c．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量

d．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

解析：(1)直接获得的为一级能源，例如水、天然气、煤、石油等，需要其他形式间接制取的为二级能源，例如电能、氢能、水煤气等能源。(3)应该充分利用煤，不应过多地把煤作燃料。(4)利用氢，关键是廉价地获得H2。C中H2O的分解是吸热反应，不可能释放能量。

素能拓展

1．化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列有关说法正确的是( C )

A．该合成中所有的电能和热能全部转化为化学能

B．该合成氨过程不属于氮的固定

C．空气、水、太阳能均为可再生资源

D．断裂N2中的N≡N键会释放出能量

解析：A项，该合成中的能量转化效率没有达到100%；B项，把游离态的氮转变为化合态的氮的过程都属于氮的固定；D项，断裂化学键要吸收能量。

2．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下：

①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ/mol

②CH3OH(g)＋12O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ/mol

根据上述反应，下列说法正确的是( D )

A．CH3OH充分燃烧放出的热量为192.9 kJ•mol－1

B．反应①中的能量变化如图所示

C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D．根据②可推知反应CH3OH(l)＋12O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－192.9 kJ/mol

解析：反应②中H2(g)不是稳定的氧化物，A项不正确；反应①为吸热反应，而图示反应为放热反应，B项不正确；根据反应①、②可知，CH3OH转变成H2的过程可以吸收能量，也可以放出能量，C项不正确；由于CH3OH在气态时比在液态时能量高，可知等量CH3OH(l)2017-2018学年人教版选修4 第1章第2节 燃烧热 能源 作业

5 / 7 比CH3OH(g)反应时放出热量少，即D项正确。

3．已知：CH3OH(g)＋12O2(g)―→CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝＋190 kJ/mol。下列说法正确的是

( D )

A．CH3OH的燃烧热为190 kJ/mol

B．该反应说明CH3OH比H2稳定

C．反应中的能量变化与反应体系的温度和压强无关

D．CO2(g)＋2H2(g)―→CH3OH(g)＋12O2(g) ΔH＝－190 kJ/mol

解析：燃烧热的定义中必须生成稳定的氧化物，而该反应没有生成液态水，A选项错误；该反应为吸热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应物总体的稳定性小于生成物总体的稳定性，不能单一反应物与单一生成物进行比较，B选项错误；反应中的能量变化与压强和温度也有关系，C选项错误；该反应的逆过程为放热反应，且各物质的物质的量无变化，D选项正确。

4．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ•mol－1

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－Q2 kJ•mol－1

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－Q3 kJ•mol－1

常温下，取体积比为4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复到常温，放出的热量为 ( A )

A．0.4Q1＋0.05Q3 B．0.4Q1＋0.05Q2

C．0.4Q1＋0.1Q3 D．0.4Q1＋0.2Q3