高中化学 第一章 化学反应与能量 课时达标训练(3)燃烧

课时达标训练(三) 燃烧热 能源
一、选择题
1．下列能源组合中，均属于新能源的一组是( )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A ．①②③④
B ．①⑤⑥⑦⑧
C ．③④⑤⑥⑦⑧
D ．③⑤⑥⑦⑧
2．已知在一定条件下，CO 的燃烧热为283 kJ/mol ，CH 4的燃烧热为890 kJ/mol ，由1 mol CO 和3 mol CH 4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为( )
A ．2 912 kJ
B ．2 953 kJ
C ．3 236 kJ
D ．3 867 kJ
3．已知葡萄糖的燃烧热是2 804 kJ/mol ，当它氧化生成1 g 水时放出的热量是( )
A ．26.0 kJ
B ．51.9 kJ
C ．155.8 kJ
D ．467.3 kJ
4．充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为Q 。

完全吸收它生成的CO 2气体生成正盐，需5 mol/L 的KOH 溶液100 mL ，则丁烷的燃烧热为( )
A ．16Q
B ．8Q
C ．4Q
D ．2Q
5．[双选]以下几个热化学方程式，能表示固态碳或气态氢气燃烧热的热化学方程式是
( )
A ．C(s)＋12
O 2(g)===CO(g) ΔH ＝＋110.5 kJ/mol B ．C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ/mol
C ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ/mol
D ．H 2(g)＋12
O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ/mol 6．下列热化学方程式正确的是(ΔH 的绝对值均正确)( )
A ．C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(g) ΔH ＝－1 367.0 kJ/mol(燃烧热)
B ．NaOH(aq)＋HCl(aq)=== NaCl(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝＋57.3 kJ/mol(中和热)
C ．S(s)＋O 2(g)=== SO 2(g) ΔH ＝－269.8 kJ/mol(反应热)
D ．2NO 2 ===O 2＋2NO ΔH ＝＋116.2 kJ/mol(反应热)
7．“抓好资源节约，建设环境友好型社会”，这是我国社会及经济长期发展的重要保证。

你认为下列行为中有悖于这一保证的是( )
A ．开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
B ．将煤进行气化处理，提高煤的综合利用效率
C ．研究采煤、采油新技术，可提高产量以满足工业生产的快速发展
D ．实现资源的“3R”利用观，即：减少资源消耗(Reduce)、增加资源的重复使用(Reuse)、物品的循环再生(Recycle)
8．下列热化学方程式中的反应热能够正确表示甲醇燃烧热的是( )
A ．CH 3OH(l)＋32
O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋726.5 kJ/mol B ．CH 3OH(l)＋32
O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－726.5 kJ/mol C ．CH 3OH(l)＋32
O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－675.3 kJ/mol D ．2CH 3OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝－1 453 kJ/mol
9．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)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH 1＝＋131.3 kJ/mol
②2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH 2＝－566.0 kJ/mol
③2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 3＝－483.6 kJ/mol
下列有关说法正确的是( )
A ．水煤气只能用作燃料
B ．水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小
C ．等质量的CO 和H 2完全燃烧时，前者放热多
D ．由③反应可以确定H 2的燃烧热为241.8 kJ/mol
10．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
①CH 3OH(g)＋H 2O(g) ===CO 2(g)＋3H 2(g) ΔH ＝＋49.0 kJ/mol
②CH 3OH(g)＋12
O 2(g) ===CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH ＝－192.9 kJ/mol 下列说法正确的是( )
A ．CH 3OH 的燃烧热为192.9 kJ/mol
B ．反应①中的能量变化如图所示
C ．CH 3OH 转变成H 2的过程一定要吸收能量
D ．根据②推知反应CH 3OH(l)＋12
O 2(g)=== CO 2(g)＋2H 2(g)的 ΔH >－192.9 kJ/mol 11．已知：①CH 4(g)＋2O 2(g)=== CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH 1＝－Q 1
②H 2(g)＋12
O 2(g)=== H 2O(g) ΔH 2＝－Q 2 ③H 2(g)＋12
O 2(g)=== H 2O(l) ΔH 3＝－Q 3 常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L (已折合成标准状况下)，经完全燃烧恢复到常温，放出的热量是( )
A ．0.4Q 1＋0.05Q 2
B ．0.4Q 1＋0.1Q 2
C ．0.4Q 1＋0.05Q 3
D ．0.4Q 1＋0.1Q 3
12．已知H 2的燃烧热为285.8 kJ/mol ，CO 的燃烧热为282.8 kJ/mol 。

现有H 2和CO 组成的混合气体 56.0 L(标准状况下)，经充分燃烧后，一共放出热量710.0 kJ ，并生成液态水。

下列说法正确的是( )
A ．CO 燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH ＝＋282.8 kJ/mol
B ．H 2燃烧的热化学方程式为2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝－571.6 kJ/mol
C ．燃烧前的混合气体中，H 2的体积分数为40%
D ．混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应，电子转移总数为2 mol
二、非选择题
13．科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与CO 2反应生成甲醇。

已知：H 2(g)、CO(g)和CH 3OH(l)的燃烧热ΔH 分别为－285.8 kJ/mol 、－283.0 kJ/mol 和 －726.5 kJ/mol 。

请回答下列问题：
(1)用太阳能分解10 mol 水消耗的能量是______kJ 。

(2)写出表示H 2(g)、CO(g)和CH 3OH(l)燃烧热的热化学方程式。

①H 2：____________________________________________________________________； ②CO：____________________________________________________________________； ③CH 3OH ：________________________________________________________________。

14．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，促使人们研究能源的利用率和新能源(如太阳能、氢能、核能等)的开发。

(1)我国目前最主要的常规能源是____________。

能源利用中存在的主要问题有
________________________________________________________________________。

(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)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料，它可以由绿色植物的秸秆制取，制取乙醇的两步化学方程式是________________，____________________。

1.0 g 乙醇完全燃烧生成液态水放出 1.367 kJ 热量，表示乙醇的燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________。

15．已知下列两个热化学方程式：
2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ/mol ；
C 3H 8(g)＋5O 2(g)===3CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝－2 220 kJ/mol 。

根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：
(1)H 2的燃烧热为________________，C 3H 8的燃烧热为________________。

(2)1 mol H 2和2 mol C 3H 8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为__________。

(3)已知：H 2O(l)===H 2O(g) ΔH ＝＋44.0 kJ/mol ，试写出丙烷燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式：______________________________________________________________。

[能力提升]
16．城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。

煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水蒸气反应制得，故又称水煤气。

(1)试写出制取煤气的主要的化学方程式：______________________________________。

(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为：
C 3H 8(g)＋5O 2(g)===3CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝－2 219.9 kJ/mol
已知CO 气体燃烧的热化学方程式为
CO(g)＋12
O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283 kJ/mol 试比较同物质的量的C 3H 8和CO 燃烧，产生的热量比值约为________________。

(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为
2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－571.6 kJ/mol
比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为________________。

(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是________________________________________________________________________。

17．“嫦娥一号”登月成功，实现了中国人“奔月”的梦想。

(1)发射“嫦娥一号”的长征三号甲火箭的第三级使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是____________________；____________________。

(请写两条)
(2)下列是298 K 时，氢气(H 2)、碳(C)、辛烷(C 8H 18)、甲烷(CH 4)燃烧的热化学方程式：
H 2(g)＋12
O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ/mol C(g)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ/mol
C 8H 18(l)＋252
O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l) ΔH ＝－5 518 kJ/mol
CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890.3 kJ/mol
相同质量的H 2、C 、C 8H 18、CH 4完全燃烧时，放出热量最多的是________________，通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是____________(保留1位小数)。

(3)已知：H 2(g)===H 2(l) ΔH ＝－0.92 kJ/mol
O 2(g)===O 2(l) ΔH ＝－6.84 kJ/mol
H 2O(l)===H 2O(g) ΔH ＝＋44.0 kJ/mol
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：
________________________________________________________________________。

(4)如果此次“嫦娥一号”所携带的推进剂为45吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量________ kJ(保留3位有效数字)。

课时达标训练(三)
1．解析：选D 核能、太阳能、生物质能、风能、氢能均属于新能源，具有资源丰富、可再生、没有污染或很少污染的特点。

2．解析：选B 1 mol CO 完全燃烧放出的热量为1 mol×283 kJ/mol＝283 kJ 。

3 mol CH 4完全燃烧放出的热量为 3 mol×890 kJ/mol＝2 670 kJ 。

释放的总热量为283 kJ ＋2 670 kJ ＝ 2 953 kJ 。

3．解析：选 A 由题给条件可写出表示葡萄糖的燃烧热的热化学方程式：C 6H 12O 6(s)＋6O 2(g)===6CO 2(g)＋6H 2O(l)
ΔH ＝－2 804 kJ/mol 。

由此可知，生成6 mol×18 g/mol＝108 g 水放出2 804 kJ 热量，
则生成1 g 水时放出的热量为 2 804 kJ 108
≈26.0 kJ。

4．解析：选A 由题意可得关系式：
C 4H 10～4CO 2～8KOH ～4K 2CO 3
1 8
x 5 mol/L×0.1 L＝0.5 mol
得x ＝6.25×10－2 mol ，即得6.25×10－2 mol 丁烷充分燃烧放出热量Q ，则1 mol 丁烷充
分燃烧会放出16Q 的热量，故选A 项。

5．解析：选B 、D 1 mol C 完全燃烧生成CO 2(g)[而不是CO(g)]的反应热为C 的燃烧热。

1 mol H 2完全燃烧生成 H 2O(l)的反应热为H 2的燃烧热。

6．解析：选C A 项燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol ，得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H 2O 的状态必须为液态，A 项错误；中和反应是放热反应，ΔH 应小于0， B 项错误；热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态，D 项错误。

7．解析：选C 化石燃料为不可再生能源，应尽量减少其使用，故C 选项错误。

8．解析：选B A 项，ΔH 值应为“－”，错误。

C 项，水不是液态，错误。

D 项，可燃物不是1 mol ，错误。

9．解析：选B 水煤气在工业上还可用作还原性气体，故A 项错；水煤气属于二次能源，其燃烧产物为CO 2和H 2O ，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H 2比CO 完全燃烧放热多，故C 错误；H 2燃烧生成的稳定的氧化物应为液态水，故D 错误。

10．解析：选D 反应②中H 2(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；据题给反应①、②可知，CH 3OH 转变成H 2的过程可以吸收能量，也可以放出能量，C 项不正确；由于CH 3OH 在气态时比在液态时能量高，可知等量CH 3OH(l)比CH 3OH(g)反应时放出热量少，即D 项正确。

11．解析：选D 标准状况下，11.2 L 混合气体中，n (CH 4)＝45
×0.5 mol＝0.4 mol ，则n (H 2)＝0.1 mol ，由于完全燃烧恢复到室温时，水为液体，因此H 2燃烧放出的热量应按③进行计算，结果为0.4Q 1＋0.1Q 3。

12．解析：选C A 项为1 mol CO 燃烧生成1 mol CO 2放热282.8 kJ ，ΔH <0，错误。

B 项中由于题目中已知H 2的燃烧热，因此生成的H 2O 应为液态，错误。

设56.0 L 混合气体中含
H 2的物质的量为x ，CO 的物质的量为y ，列式x ＋y ＝56.0 L 22.4 L/mol
＝2.5 mol ①，285.8 kJ/mol·x ＋282.8 kJ/mol·y ＝710.0 kJ ②，联立①②解得x ＝1 mol ，则H 2的体积分数为 12.5
×100%＝40%，C 项正确。

混合气体燃烧后生成H 2O 、CO 2共2.5 mol ，与足量的过氧化钠反应能产生O 2 1.25 mol ，其电子转移总数为2.5 mol ，D 项错误。

13．解析：(1)分解10 mol 水消耗的能量为285.8 kJ/mol×10 mol＝2 858 kJ 。

(2)依据H 2(g)、CO(g)和CH 3OH(l)的燃烧热，可写出反应的热化学方程式。

答案：(1)2 858
(2)①H 2(g)＋12
O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ/mol ②CO(g)＋12
O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283.0 kJ/mol ③CH 3OH(l)＋32
O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－726.5 kJ/mol 14．解析：(1)我国是一个人口众多的发展中国家，煤、石油等天然资源较为丰富，但人均资源占有量少，能源利用率低。

(3)绿色植物秸秆的主要成分为纤维素，由“纤维素→葡萄糖→乙醇”不难写出由秸秆制取乙醇的化学方程式。

答案：(1)煤 人均资源占有量小，能源利用率低，单位产值能耗高 (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)(C 6H 10O 5)n (纤维素)＋n H 2O ――→催化剂n C 6H 12O 6(葡萄糖) C 6H 12O 6(葡萄糖)――→催化剂2C 2H 5OH ＋
2CO 2↑ C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－63 kJ/mol
15．解析：(1)燃烧热是指1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，根据题给的热化学方程式可知，H 2的燃烧热为571.6 kJ/mol÷2＝285.8 kJ/mol ，C 3H 8的燃烧热为 2 220 kJ/mol 。

(2)据公式Q 放＝n (可燃物)×其燃烧热，1 mol H 2和 2 mol C 3H 8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8 kJ/mol×1 mol＋2 220 kJ/mol×2 mol＝4 725.8 kJ 。

(3)1 mol C 3H 8(g)完全燃烧生成CO 2(g)和H 2O(l)时ΔH ＝－2 220 kJ/mol ，则生成H 2O(g)时，ΔH ＝(－2 220＋4×44) kJ/mol＝－2 044 kJ/mol 。

答案：(1)285.8 kJ/mol 2 220 kJ/mol
(2)4 725.8 kJ
(3)C 3H 8(g)＋5O 2(g)===3CO 2(g)＋4H 2O(g)
ΔH ＝－2 044 kJ/mol
16．解析：(1)由题意“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸
气)反应制得……”，可知反应的化学方程式为C ＋H 2O(g)=====高温 CO ＋H 2。

(2)同物质的量的C 3H 8
和CO 燃烧，产生的热量比值为：2 219.9283.0
≈7.844。

(3)等质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值为：444×571.62 219.9
≈2.83。

答案：(1)C ＋H 2O(g)=====高温 CO ＋H 2 (2)7.844
(3)2.83 (4)来源丰富，产物无污染
17．解析：(1)H 2的密度小，相同质量的H 2比其他燃料燃烧放出的热量多，产物H 2O 不对大气造成污染。

(2)根据各物质的燃烧热数据可算出，等质量的H 2、C 、C 8H 18、CH 4完全燃烧时，
H 2放出热量最多。

等质量的H 2和C 燃烧产生的热量比为：285.8∶(393.5×16
)＝4.4∶1。

(3)根据H 2(g)＋12
O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ/mol ，以及题给各物质状态变化时的焓变，可求出H 2(l)＋12O 2(l)===H 2O(g)的焓变ΔH 的数值，ΔH ＝(－285.8＋0.92＋12
×6.84＋44)kJ/mol ＝－237.46 kJ/mol 。

(4)设45吨燃料完全燃烧生成45吨气态水，放出的热量为Q ，则
H 2(l)＋12
O 2(l)===H 2O(g) ΔH ＝－237.46 kJ/mol 18 g 237.46 kJ
45×106 g Q
Q ＝45×106 g×237.46 kJ 18 g
＝5.94×108 kJ 。

答案：(1)相同质量时，氢气放出的热量多 产物为水，无污染(其他合理答案均可)
(2)H 2 4.4∶1
(3)H 2(l)＋12
O 2(l)===H 2O(g)ΔH ＝－237.46 kJ/mol (4)5.94×108。