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1、1 2011 20122011 2012 学年高二化学选修学年高二化学选修 4 4 人教版 同步练习第一章 人教版 同步练习第一章 第二节第二节 燃烧热燃烧热 能源能源 一 教学内容 燃烧热和能源 二 重点 难点 1 理解燃烧热的概念 2 掌握有关燃烧热的计算 三 具体内容 一 燃烧热 1 概念 2 注意事项 3 表示意义 4 有关燃烧热的计算 二 能源 1 能源 2 能源的分类 3 解决能源危机的方法 4 如何提高煤的燃烧效率 典型例题 典型例题 例 1 一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为 Q 它所生成的 CO2用过量的饱和石灰水完全吸收可 得 100gCaCO3沉淀 则完全燃烧 1m
2、ol 无水乙醇时放出的热量是 A 0 5Q B Q C 2Q D 5Q 答案答案 C 解析 解析 考察对于燃烧热概念的准确理解 例 2 把煤作为燃料可通过下列两种途径获得热量 途径 1 直接燃烧 C s O2 g 点燃 CO2 g 放热 Q1kJ 途径 2 先制成水煤气 再燃烧水煤气 C s H2O g CO g H2 g 吸热 Q2kJ 2CO g O2 g 点燃 2CO2 g 2H2 g 2 O2 g 点燃 2H2O g 后两个反应共放热 Q3kJ 试回答下列问题 1 判断途径 1 放出的总热量 填 大于 等于 或 小于 途径 2 放出的总热量 2 在制水煤气的反应里 反应物所具有的总能量
3、 生成物所具有的总能量 同上 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 2 作为燃料的意义 答案答案 等于 小于 吸收 高温 固体煤经过处理变成气体燃料后 不仅在燃烧时减少 SO2和烟尘对 大气造成污染 而且燃烧效率高 也便于输送 解析 解析 了解煤的利用和提高使用效率 减少污染的方法 例 3 燃烧 6g 碳全部生成气体时放出的热量 如果全部被水吸收 可使 1kg 水由 20 升高到 67 水的 比热容为 4 2kJ kg 1 求碳的燃烧热 答案 答案 394 8 kJ mol 1 解析 解析 掌握有关燃烧热的计算 例 4 下列说法或表示方法正确的
4、是 A 等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧 后者放出热量多 B 由 C 石墨 C 金刚石 H 1 90kJ mol 1可知 金刚石比石墨稳定 C 在 101kPa 时 2g H2完全燃烧生成液态水 放出 285 8 kJ 热量 氢气燃烧的热化学方程式表示 2H2 g O2 g 2H2O l H 285 8kJ mol 1 D 在稀溶液中 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 若将含 0 5molH2SO4的浓硫 酸与含 1molNaOH 的溶液混合 放出的热量大于 57 3kJ 答案 答案 D 解析 解析 考察燃烧热和中和热的知识判断 例 5 下表中的数据是破坏
5、1mol 物质中的化学键所消耗的能量 kJ 物质 Cl2 Br2 I2 H2 HCl HI HBr 键能 kJ mol 1 243 193 151 436 431 298 366 1 以上物质的单质中本身具有的能量最低的是 2 以上物质的氢化物中最不稳定的是 3 X2 H2 2HX X 代表 Cl Br I 的反应是 反应 填 吸热 或 放热 4 相同条件下 X2分别与氢气反应 当消耗等物质的量的氢气时 放出的热量最多的是 5 无上表中的数据 你能正确回答出 4 吗 你的依据是 答案 答案 H2 HI 放热 Cl2 能 生成物越稳定 放出的热量越多 在 HX 中 HCl 最稳定 解析 解析 将
6、反应热的知识和非金属的知识相联系 3 例 6 依据实验数据 写出下列反应的热化学方程式 1 18g 葡萄糖与适量 O2 g 反应 生成 CO2 g 和 H2O l 放出 280 4kJ 热量 2 2 3g 某液态有机物和一定量的氧气混合点燃 恰好完全燃烧 生成 2 7g 水和 2 24LCO2 标准状 况 并放出 68 35kJ 热量 答案 答案 1 C6H12O6 s 6O2 g 6H 2O l 6CO2 g H 2804kJ mol 1 2 C2H6O l 3O2 g 3H 2O l 2CO2 g H 1367kJ mol 1 解析 解析 考察物质燃烧的热化学方程式的书写 例 7 甲醇质子
7、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 CH3OH g H2O g CO2 g 3H2 g H 49 0kJ mol 1 CH3OH g 1 2O2 g CO2 g 2H2 g H 192 9kJ mol 1 下列说法正确的是 A CH3OH 的燃烧热为 192 9kJ mol 1 B 反应 中的能量变化如右图所示 C CH3OH 转变成 H2的过程一定要吸收能量 D 根据 推知反应 CH3OH l 1 2O2 g CO2 g 2H2 g 的 H 192 9kJ mol 1 答案 答案 D 解析 解析 利用反应热进行比较 例 8 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一 葡萄糖燃烧的热
8、化学方程式为 C6H12O6 s 6O2 g 6H 2O l 6CO2 g H 2800kJ mol 1 葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程 式相同 计算 1 100g 葡萄糖在人体完全氧化时所产生的热量为 2 人的体温一般要保持在 36 5 低于此温度则要 打寒颤 并靠消耗葡萄糖释放出的能量来维 持体温 与此同时有一部分能量转化为 ATP 若形成 1molATP 需消耗 10 75g 葡萄糖 则 打寒颤 时会 有 的能量转化为热量 答案 答案 1557kJ 55 解析 解析 用热量的知识和人体的实际生理活动相结合 4 模拟试题 模拟试题 答题时间 60 分钟 1 下列选
9、项中说明乙醇作为燃料的优点的是 燃烧时发生氧化反应 充分燃烧的产物不污染环境 乙醇是一种再生能源 燃烧时放 出大量热量 A B C D 2 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 3 氢气是一种很有前途的能源物质 以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是 A 利用太阳能直接使水分解产生氢气 B 以焦炭和水制取水煤气后分离出氢气 C 用 Fe 跟 HCl 反应放出氢气 D 由热电站提供电力电解水产生氢气 4 在相同条件下 燃
10、烧时对大气污染程度最小的燃料是 A 液化气 B 煤油 C 煤饼 D 木柴 5 下列叙述正确的是 A 电能是二级能源 B 水力是二级能源 C 天然气是一级能源 D 水煤气是一级能源 6 关于用水制取二级能源 H2 以下研究方向中不正确的是 A 构成水的氢和氧是可以燃烧的物质 因此 可研究在水不分解的情况下 使氢成为二级能源 B 设法将太阳能聚焦 产生高温 使水分解产生 H2 C 寻找高效催化剂 使水分解产生 H2 同时释放能量 D 寻找特殊的化学物质 用于开发廉价能源 以分解水制取 H2 7 依据实验数据 写出下列反应的热化学方程式 1 1molC2H4 g 与适量 O2 g 反应 生成 CO2
11、 g 和 H2O l 放出 1411kJ 热量 2 2molAl s 与适量 O2 g 反应 生成 Al2O3 s 放出 1669 8kJ 热量 8 科学家研究南极冰芯样本后发现 工业革命前的 65 万年间 地球大气层中的温室气体稳定 CO2含 量一直处在 180 289ppm 之间 CH4含量在 320 720ppb 之间 现在大气中的 CO2和 CH4含量分别高达 380ppm 和 1700ppb 导致温室气体含量变化的主要原因是 以煤为能源的机器的广泛使用 以石油为能源的机器的广泛使用 以原子能为能源的核工 业的发展 以风能 太阳能为能源的新兴工业的发展 9 石油是一种重要能源 人类正面
12、临着石油短缺 油价上涨的困惑 以下解决能源问题的方法不当的是 5 A 用木材作燃料 B 用液氢替代汽油 C 开发风能 D 开发地热能 10 1 00L 1 00mol L H2SO4溶液与 2 00L 1 00 mol L NaOH 溶液完全反应 放出 114 6kJ 的热量 该反应 的中和热数值为 表示其中和热的热化学方程式为 11 已知 1 Zn s 1 2O2 g ZnO s H 348 3kJ mol 2 2Ag s 1 2 O2 g Ag2O s H 31 0kJ mol 则 Zn s Ag2O s ZnO s 2Ag s 的 H 等于 A 317 3kJ mol B 379 3kJ
13、 mol C 332 8 kJ mol D 317 3 kJ mol 12 灰锡 以粉末状存在 和白锡是锡的两种同素异形体 已知 Sn s 白 2HCl aq SnCl2 aq H2 g H1 Sn s 灰 2HCl aq SnCl2 aq H2 g H2 Sn s 灰 Sn s 白 H3 2 1kJ mol 下列说法正确的是 A H1 H2 B 锡在常温下以灰锡状态存在 C 灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D 锡制器皿长期处于低于 13 2 的环境中 会自行毁坏 试题答案 试题答案 1 D 2 AD 3 A 4 A 5 AC 6 AC 7 1 C2H4 g 3O2 g 2H 2O l 2CO
14、2 g H 1411kJ mol 1 2 2Al s 3 2O2 g Al2O3 s H 1669 8kJ mol 1 8 9 A 10 57 31kJ mol 1 1 2H2SO4 aq NaOH aq 1 2Na2SO4 aq H2O l H 57 3kJ mol 1 11 A 12 D 试题解析 试题解析 1 燃烧时发生氧化反应本身没有错误 但不是作为燃料的优点 2 燃料的充分燃烧需要足够多的空气 接触面积大 不是任何条件下 将煤液化或气化 是增大接触面 积 会提高燃烧的效率 3 考虑实际效益 电解水成本高 Fe 与 HCl 产生氢气少 焦炭与水反应不易分离出 H2 实际的途径就 是利用
15、太阳能和催化剂的方法制得 4 煤油燃烧会产生黑色烟尘和有毒的 SO2气体 煤饼燃烧不仅产生烟尘 煤中所含的硫在燃烧时会生成 SO2 木柴燃烧会产生大量的烟尘 5 水力和天然气可直接提供能源 所以属于一级能源 6 A 中能燃烧的是 H2 不是化合态的氢 C 中水要分解必须吸收能量 6 7 注意热化学方程式的配平要和热量的数值相对应 8 找产生大量温室气体的过程 10 注意中和热指的是生成 1molH2O 所释放的能量 11 将反应 2 逆向书写 就是吸收热量 再将其与反应 1 相加 则热量为两数相减 12 Sn s 灰 Sn s 白 说明白锡能量高 因此反应 1 放热多 但因为 H 为负值 所 以放热越多 H 越小 常温下 因为锡是相对比较活泼的金属 以化合物的形式存在 因灰锡以粉末形 式存在 所以会毁坏
