2021-2022版高中化学-课时分层作业3-燃烧热-能源新人教版选修4.doc

2021-2022版高中化学 课时分层作业3 燃烧热 能源新人教版选修4

2021-2022版高中化学 课时分层作业3 燃烧热 能源新人教版选修4

年级：
姓名：

- 10 -

　燃烧热　能源

(30分钟　50分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题8分,共40分)
1.(2019·廊坊高二检测)下列图示关系不正确的是 (　　)

【解析】选B。燃烧热和中和热均属于反应热,两者是并列关系,A项正确;一次能源和二次能源是并列关系,而非交叉关系,B项错误;氧化还原反应既有放热反应又有吸热反应,非氧化还原反应也是既有放热反应又有吸热反应,C项正确;根据能源的分类及关系可知D项正确。
2.(2019·厦门高二检测)下列说法正确的是 (　　)
A.CO是不稳定的氧化物,它能继续和氧气反应生成稳定的CO2,故反应一定是吸热反应
B.在101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C.物质燃烧都需要氧气
D.物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关
【解析】选D。CO是强还原剂(高温时),点燃时易和氧气反应,生成稳定的二氧化碳,故CO燃烧是放热反应,A项错误;碳燃烧有完全燃烧与不完全燃烧,1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量叫燃烧热,B项错误;任何发光、放热的剧烈的化学反应都叫燃烧,如H2在Cl2中燃烧,燃烧不一定需要O2,C项错误;物质燃烧放出热量的多少与外界条件存在密切联系,D项正确。
3.(2019·保定高二检测)下列关于2C4H10(g)+13O2(g)8CO2(g)+10H2O(l)　ΔH=-5 800 kJ·mol-1的叙述中错误的是 (　　)
A.该反应的反应热为ΔH=-5 800 kJ·mol-1,是放热反应
B.该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C.该式的含义为25 ℃、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5 800 kJ
D.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为5 800 kJ·mol-1
【解析】选D。根据燃烧热的定义,丁烷的物质的量应为1 mol,故题中方程式不能表示丁烷的燃烧热的热化学方程式,由题中方程式可知,丁烷的燃烧热为2 900 kJ·mol-1,再根据热化学方程式的书写注意事项及意义可知,A、B、C正确,D错误。
【补偿训练】
　　已知反应:
①101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g)
ΔH=-221 kJ·mol-1;
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
下列结论正确的是 (　　)
A.碳的燃烧热ΔH=-110.5 kJ·mol-1
B.①的反应热ΔH=221 kJ·mol-1
C.含0.5 mol H2SO4的稀硫酸与含1 mol NaOH的稀NaOH溶液反应放出的热量为57.3 kJ
D.浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O水,放出57.3 kJ的热量
【解析】选C。碳的燃烧热是指1 mol C完全燃烧生成CO2时放出的热量,A项错;①的反应热ΔH=-221 kJ·mol-1,B项错;该稀硫酸中含有1 mol H+,故题给稀硫酸与稀NaOH溶液反应恰好生成1 mol H2O,放出热量为57.3 kJ,C项正确;浓硫酸稀释要放出热量,因此浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O,放出的热量大于57.3 kJ,D项错。
【易错提醒】浓硫酸与稀NaOH反应、伴随着浓硫酸的稀释、稀释过程放热。4.(2019·吉林高二检测)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确) (　　)
A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH=+57.3 kJ·mol-1(中和热)
C.S(s)+O2(g)SO2(g)
ΔH=-296.8 kJ·mol-1(反应热)
D.2NO2O2+2NO
ΔH=+116.2 kJ·mol-1(反应热)
【解析】选C。A中表示燃烧热时,应生成稳定的氧化物,水应为液态,错误;B中中和反应为放热反应,错误;D中各物质均未注明状态,错误。
【易错提醒】热化学方程式要标明物质状态,中和热为放热反应,ΔH<0。
5.(2019·济宁高二检测)依据如图判断,下列说法正确的是 (　　)

A.氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mo
B.2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低
C.液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1
D.H2O(g)生成H2O(l)时,断键吸收的能量小于成键放出的能量
【解析】选C。燃烧热应是生成稳定氧化物,即液态水时放出的热量,A错误;该反应为放热反应,反应物总能量应比生成物总能量高,B错误;根据图可得到的热化学方程式2H2(g)+O2(g)2H2O (l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则液态水分解的热化学方程式即为C,C正确;水的液化是物理变化,没有化学键的断裂,D错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.能源是人类生存和发展的重要支撑因素。常规能源(煤、石油、天然气等)日益减少,促使人们去研究如何提高能源的利用率以及新能源(如太阳能、氢能、核能等)的开发。
(1)为减少污染,提高燃料利用率,下列措施可以达到目的的是________(填序号)。 
①将城市居民燃煤改为使用气体燃料
②研制燃料电池
③在农村大力发展沼气
(2)乌克兰科学家用铜和铁混合熔化制成多孔金属,用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器,该雾化器的作用是 ______________。 
(3)1.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出29.7 kJ热量,表示乙醇标准燃烧热的热化学方程式为____________________。 
【解析】本题综合考查燃料利用率的提高和标准燃烧热的计算。使燃料充分燃烧是提高燃料利用率的重要途径:
①是保证燃料充分燃烧的有效措施;②燃料电池具有污染小、能量利用率高的优点;③发展沼气是解决农村燃烧庄稼秸秆污染空气问题的有效措施。
答案:(1)①②③
(2)使煤油油滴变为油雾,增大与氧化剂的接触面积,使煤油充分燃烧
(3)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 366.2 kJ·mol-1

(30分钟　50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题7分,共28分)
1.(2019·廊坊高二检测)我国的《能源百科全书》中记载:“能源是可以直接或经转换提供给人类所需的光、热、动力等任一形式的、且可以互相转换的能量的源泉。”人类对于能源的利用大致可以分为三个时代:柴草能源时代、化石能源时代、多能源时代。以下说法正确的是 (　　)
A.原始社会人类学会利用火,他们以天然气取暖,吃熟食,从事生产活动
B.多年来我国农村生火做饭使用的都是化石燃料
C.多能源时代指的是新能源时代,包括核能、太阳能、氢能等
D.化石燃料的燃烧没有污染
【解析】选C。天然气属于化石能源,原始社会不可能使用天然气,故A错误;农村一般使用柴草做饭,不是用化石燃料,故B错误;化石燃料燃烧时产生的硫的氧化物和氮的氧化物均会对环境造成污染,故D错误。
【补偿训练】
　　 (2019·武汉高二检测)当压力达到220 atm、温度达到374 ℃时,水处于“超临界状态”,此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物,这就是“水热反应”。生物质在地下高温高压的条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。下列说法不正确的是 (　　)
A.“水热反应”是一种复杂的化学变化
B.火力发电厂可以利用废热将二氧化碳转化为能源物质
C.随着科技的进步,“水热反应”制取能源物质有望实现地球上碳资源的和谐循环
D.二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应属于放热反应
【解析】选D。“水热反应”有新物质生成,A项正确;二氧化碳转化成的有机物可作为能源物质,B项正确;有机物燃烧生成CO2与水,一定条件下利用“水热反应”使水与CO2作用得到有机物,C项正确;由汽油燃烧生成CO2和水时会放出热量可知,D项错误。
2.(2019·郑州高二检测)下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是 (　　)
A.NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g)
ΔH=-a kJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-b kJ·mol-1
C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
D.CH3CH2OH(l)+O2(g)CH3CHO(l)+H2O(l)
ΔH=-d kJ·mol-1
【解析】选B。根据燃烧热的定义:在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,叫该物质的燃烧热。A中水为气态,C中CO为2 mol,D中产物中应生成CO2,故B正确。
　【易错提醒】稳定氧化物为C→CO2(g)、H→H2O(l)、N→N2O5(g),强调可燃物为1 mol。
3.(2019·郑州高二检测)已知25 ℃、101 kPa下,如题图所示,石墨的燃烧热为393.51 kJ·mol-1,金刚石的燃烧热为395.41 kJ·mol-1。下列说法或表达正确的是 (　　)

A.金刚石比石墨稳定
B.C(s,石墨)C(s,金刚石)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1
C.ΔH1<ΔH2
D.如果石墨燃烧产物为CO(g),则放出热量大于|ΔH1|
【解析】选B。据图可知1 mol金刚石比1 mol石墨能量高(据燃烧热知高1.9 kJ),故石墨更稳定,1 mol石墨转化为金刚石需吸收1.9 kJ热量,A错,B对;因ΔH1、ΔH2为负值,故ΔH1>ΔH2,C错;若石墨燃烧产物为CO(g),即不完全燃烧,则放出热量小于|ΔH1|,D错。
4.(2019·厦门高二检测)煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气,再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
ΔH1=+131.3 kJ·mol-1;
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
ΔH2=-566.0 kJ·mol-1;
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)
ΔH3=-483.6 kJ·mol-1。
下列有关说法正确的是 (　　)
A.水煤气只能用作燃料
B.水煤气是一种二级能源,比煤直接燃烧污染小
C.等质量的CO和H2完全燃烧时,前者放热多
D.由③反应可以确定H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
【解析】选B。水煤气在工业上还可用作还原性气体,故A错误;水煤气属于二级能源,其燃烧产物为CO2和H2O,比煤直接燃烧污染小,故B正确;通过②、③反应可以计算得出,等质量的H2比CO完全燃烧放热多,等物质的量的CO和H2充分燃烧,前者放热多,故C错误;H2燃烧生成的稳定的氧化物应为液态水时才可以确定其燃烧热,故D错误。
　【补偿训练】
　　(2019·长春高二检测)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是
①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)
ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)
ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是 (　　)
A.CH3OH的燃烧热为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推知反应CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1
【解析】选D。反应②表示CH3OH的不完全燃烧,所以不能说CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol-1,A错;反应①为吸热反应,反应物总能量应低于生成物总能量,B错;②表示放热反应,即CH3OH转变为H2需放出能量,C错。
二、非选择题(本题包括2小题,共22分)
5.(12分)(2019·天津高二检测)已知下列热化学方程式:
①H2O(l)H2(g)+O2(g)
ΔH=+285.8 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1
③NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)CO(g)
ΔH=-110.5 kJ·mol-1
⑤C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,反应物转化为生成物时________(填“吸收”或“放出”)热量,ΔH________(填“>”或“<”)0。 
(2)上述反应中属于吸热反应的是________。 
(3)C的燃烧热为________;H2燃烧生成气态水的热值为________kJ。 
【解析】(1)反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,焓变=生成物总能量-反应物总能量<0,ΔH<0时反应放热。(2)ΔH>0时反应吸热,所以上述反应中属于吸热反应的是①。
(3)燃烧热指的是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,故⑤为碳的燃烧热的热化学方程式,故碳的燃烧热为393.5 kJ·mol-1;因为热值是指单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量,所以根据反应②可得:H2燃烧生成气态水的热值为120.9 kJ。
答案:(1)放出　<　(2)①　(3)393.5 kJ·mol-1　120.9
6.(10分)磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物P2O3和P2O5,现将3.1 g的单质磷(P)在3.2 g氧气中燃烧至反应物耗尽,并放出X kJ的热量。
(1)反应后生成物的组成是________________________(用化学式表示)。 
(2)已知单质磷的燃烧热为Y kJ·mol-1,则1 mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH=___________________________。 
(3)若3.1 g磷在3.6 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出Z kJ的热量,则X________(填“<”“>”或“=”)Z。 
(4)磷的两种氧化物中,较稳定的是________。 
【解析】(1)4P 　+　 3O22P2O3
　　　 0.1 mol　 0.075 mol
O2过量,所以还有P2O5生成。
(2)P(s)+O2(g)P2O3(s)
ΔH=-Q kJ·mol-1
P(s)+O2(g)P2O5(s)　ΔH=-Y kJ·mol-1
设转化成P2O3、P2O5的P的物质的量分别为a、b
则
所以
所以1 mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热
ΔH=-(20X-Y)kJ·mol-1。
(3)氧气的量增多,则生成P2O5的量增多,又因为生成P2O5放出热量多,所以Z>X。
(4)放出热量越多越稳定,所以P2O5稳定。
答案:(1)P2O3、P2O5　(2)-(20X-Y)kJ·mol-1　(3)<　(4)P2O5