金牌教程高中化学第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源课堂达标练新人教版选修4

燃烧热能源
事业才能有成；燃烧固体燃料需要架空，燃烧才能更旺。

从燃烧的条件看，“火要虚”的实质是( )
A．增大可燃物的热值
B．提高空气中氧气的含量
C．提高可燃物的着火点
D．增大可燃物与空气的接触面积
答案 D
解析燃烧固体燃料需要架空，燃烧才能更旺，这说明增大可燃物与空气的接触面积，可以使燃烧更充分，答案为D。

2．[2016·兰州一中质检]据新浪网报道，欧洲一集团公司拟在太空建立巨大的激光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢。

有下列几种说法：①水分解反应是放热反应；②若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善生存条件；③使用氢气作燃料有助于控制温室效应；④氢气是一级能源。

其中叙述正确的是( ) A．①②B．③④
C．②③D．①②③④
答案 C
解析①水分解反应为吸热反应，①错误；④氢气不属于一级能源，④错误。

3．[2015·东北期中]已知石墨、金刚石的燃烧热分别为393.51 kJ/mol和395.41 kJ/mol。

下列说法正确的是( )
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
答案 A
解析由题意可知：C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.51 kJ/mol；C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.41 kJ/mol；即有C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH＝＋1.9 kJ·mol －1。

故选项A正确。

4．[2015·太原五中期中]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＝－1367.0 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 ．2NO 2===O 2＋2NO ΔH ＝＋116.2 k J·mol －1
(反应热) D ．S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH ＝－296.8 kJ·mol －1
(反应热)
答案 D
解析 燃烧热必须是可燃物生成稳定的化合物对应的热效应，而气态水不是稳定的化合物，故A 错误；中和反应是放热反应，ΔH ＜0，故B 错误；书写热化学方程式时必须标明物质的状态，C 错误。

5．[2015·洛阳一中期中]如图为1 mol 甲烷在足量的氧气中燃烧生成CO 2(g)和H 2O(g)时的能量变化示意图，由此图分析得出的下列结论中正确的是( )
A ．甲烷燃烧为吸热反应
B ．甲烷的燃烧热ΔH ＝－802 kJ·mol －1
C ．E A －E B ＝1015 kJ
D ．该反应的热化学方程式为CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－802 kJ·mol
－1
答案 D
解析 由图可知甲烷燃烧为放热反应，其热化学方程式为CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g)ΔH ＝－802 kJ·mol －1
，则D 正确。

6．甲烷的燃烧热为ΔH 1，氢气的燃烧热为ΔH 2，且ΔH 1<ΔH 2，若甲烷和氢气的混合物1 mol 完全燃烧生成稳定的化合物时，反应热为ΔH 3，则甲烷和氢气的物质的量之比为( )
A.ΔH 3－ΔH 2
ΔH 3－ΔH 1
B.ΔH 2－ΔH 3ΔH 3－ΔH 1
C.
ΔH 2－ΔH 3
ΔH 1－ΔH 3
D.ΔH 3－ΔH 1ΔH 2－ΔH 3
答案 B
解析 设甲烷物质的量为x ，则H 2的物质的量为(1 mol －x )，x ·ΔH 1＋(1 mol －x )·ΔH 2
＝ΔH 3×1 mol，解得x ＝ΔH 3－ΔH 2ΔH 1－ΔH 2 mol 。

则x 1 mol －x ＝ΔH 3－ΔH 2
ΔH 1－ΔH 3，因题中有ΔH 1<ΔH 2，故
有ΔH 1<ΔH 3<ΔH 2，又因ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3均为负值，则ΔH 3－ΔH 2<0，ΔH 1－ΔH 3<0，故
x
1 mol －x
＝
ΔH 2－ΔH 3
ΔH 3－ΔH 1。

7．[2016·云南昆明调研]相同质量的氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷完全燃烧时，放出热
量最少的是(已知这些物质的燃烧热分别为285.8 kJ·mol －1
、283.0 kJ·mol －1
、1366.8 kJ·mol －1
、890.3 kJ·mol －1
)( )
A ．H 2(g)
B ．CO(g)
C ．C 2H 5OH(l)
D ．CH 4(g)
答案 B
解析 假设质量都为1 g ，完全燃烧时，H 2放出的热量为285.8 kJ
2＝142.9 kJ ，CO 放出
的热量为
283.0 kJ 28≈10.1 kJ，乙醇放出的热量为1366.8 kJ
46
≈29.7 kJ, CH 4放出的热量为890.3 kJ
16
≈55.6 kJ。

8．[2016·黑龙江模拟]下列关于热化学描述正确的是( )
A ．HCl 和NaOH 反应的中和热ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1
，则H 2SO 4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH ＝2×(－57.3) kJ·mol －1
B ．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol －1
，则2CO 2(g)===2CO(g)＋O 2(g)反应的ΔH ＝＋2×283.0 kJ·mol －1
C ．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D ．1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 答案 B
解析 由于H 2SO 4与Ca(OH)2反应产生CaSO 4，故其中和热ΔH 不为－57.3 kJ·mol －1
，更不为2×(－57.3) kJ·mol －1
，故A 项错误；由于CO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g)ΔH ＝－283.0
kJ·mol －1
，故2CO 2(g)===2CO (g)＋O 2(g)ΔH ＝＋2×283.0 kJ·mol －1
，故B 项正确；C 项错误；D 项应生成液态水，放出的热量才是燃烧热，D 项错误。

9．(1)在25 ℃、101 kPa 时，1.00 g C 6H 6(l)燃烧生成CO 2和H 2O(l)时，放出41.8 kJ 的热量，表示C 6H 6(l)燃烧热的热化学方程式为
________________________________________________________。

(2)1.00 L 1.00 mol·L －1
H 2SO 4溶液与2.00 L 1.00 mol·L －1
NaOH 溶液完全反应，放出
114.6 kJ
的热量，表示其中和热的热化学方程式为
_________________________________________________________。

(3)已知反应CH 3—CH 3(g)―→CH 2===CH 2(g)＋H 2(g)，有关化学键的键能如下：
(4)已知2.0 g 燃料肼(N 2H 4)气体完全燃烧生成N 2和H 2O(g)时，放出33.4 kJ 的热量，则该反应的热化学方程式为______________。

答案 (1)C 6H 6(l)＋15
2
O 2(g)===6CO 2(g)＋3H 2O(l)
ΔH ＝－3260.4 kJ·mol －1
(2)NaOH(aq)＋1/2H 2SO 4(aq)===1/2Na 2SO 4(aq)＋H 2O(l)
ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1
(3)＋125.6 kJ·mol －1
(4)N 2H 4(g)＋O 2(g)===N 2(g)＋2H 2O(g)
ΔH ＝－534.4 kJ·mol －1
解析 (1)1 mol C 6H 6(l)燃烧放出的热量为41.8 kJ·g －1
×78 g＝3260.4 kJ ，即其燃烧热为3260.4 kJ·mol －1。

(2)放出114.6 kJ 的热量，所以该反应的反应热ΔH ＝－114.6 kJ·mol －1
；中和热是指在一定条件下，稀溶液中，酸和碱反应生成1 mol 水时所放出的热量，所以“表示中和热的热化学方程式”是NaOH(aq)＋1/2H 2SO 4(aq)===1/2Na 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1。

(3)ΔH ＝[6E (CH)＋E (CC)]－[E (CC)＋4E (CH)＋E (HH)]＝(6×414.4 ＋347.4) kJ·mol
－
1
－(615.3＋4×414.4＋435.3) kJ·mol －1＝＋125.6 kJ·mol －1。

(4)由2.0 g N 2H 4气体完全燃烧放出的热量为33.4 kJ 可得1 mol N 2H 4气体完全燃烧放出
的热量为33.4 kJ×16＝534.4 kJ ，故燃料N 2H 4气体燃烧的热化学方程式为N 2H 4(g)＋O 2(g)===N 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－534.4 kJ·mol －1。

10．白磷和红磷均能在空气中燃烧，且燃烧产物相同，但二者的燃烧热不同，通过实验可测得这两个反应的反应热。

①14P 4(s ，白磷)＋54O 2(g)===1
4P 4O 10(s) ΔH 1＝－745.8 kJ·mol －1
②4P(s，红橉)＋5O 2(g)===P 4O 10(s) ΔH 2＝－2954 kJ·mol －1
(1)白磷和红磷的关系是________。

a ．同一种物质 b ．同位素 c ．同分异构体
D ．同素异形体
(2)红磷的燃烧热是________kJ·mol －1
，白磷的燃烧热比红磷的燃烧热________(填“大”或“小”)。

(3)白磷转化为红磷的热化学方程式为P 4(s ，白磷)===4P(s ，红磷)ΔH ＝－29.2 kJ·mol
－1。

在相同的条件下，能量较低的是________(填“白磷”或“红磷”)，白磷的稳定性比红磷________(填“高”或“低”)。

答案 (1)d (2)738.5大 (3)红磷低
解析 (1)白磷、红磷均是磷元素的单质，故二者是同素异形体的关系。

(2)红磷的燃烧热为2954 kJ·mol －1
÷4＝738.5 kJ·mol －1
；而白磷的燃烧热为745.8
kJ·mol －1×4＝2983.2 kJ·mol －1
，故白磷的燃烧热大。

(3)由于白磷转化为红磷的反应为放热反应，因此白磷的能量比红磷高，白磷的稳定性比红磷低。

11．[2016·绵阳月考]Ⅰ.碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。

请回答下列问题：
(1)已知CH 3OH(l)的燃烧热为238.6 kJ·mol －1，CH 3OH(l)＋12O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH
＝－a kJ·mol －1
，则a ________238.6(填“>”“<”或“＝”)。

(2)使Cl 2和H 2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl 和CO 2，当有1 mol Cl 2参与反应时释放出145 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________。

(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。

将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO 2(s)＋3C(s)===2Al 2O 3(s)＋3TiC(s) ΔH ＝－1176 kJ·mol －1
，则反应过程中，每转移1 mol 电子放出的热量为________。

Ⅱ.磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。

3.1 g 单质磷(P)在3.2 g 氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ 热量。

(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是________，其相应的质量(g)为________。

(2)已知单质磷的燃烧热为y kJ·mol －1
，则1 mol P 与O 2反应生成固态P 2O 3的反应热ΔH ＝________。

答案 Ⅰ.(1)<
(2)2Cl 2(g)＋2H 2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO 2(g) ΔH ＝－290 kJ·mol －1
(3)98 kJ
Ⅱ.(1)P 2O 3和P 2O 52.75 g 和3.55 g (2)－(20x －y ) kJ·mol －1
解析 Ⅰ.(1)甲醇燃烧生成CO 2(g)和H 2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a <238.6。

(3)所给反应中转移12个电子，故每转移1 mol 电子放出的热量为1176 kJ÷12＝98 kJ 。

Ⅱ.(1)3.1 g P 在3.2 g O 2中充分燃烧后，产物中n (P)∶n (O)＝1∶2，可知其中必然有P 2O 5，另一种固态氧化物为P 2O 3。

列出方程组：
⎩
⎪⎨⎪⎧
2n 2O 5＋2n 2O 3＝0.1 mol 5n 2O
5
＋3n
2O
3
＝0.2 mol
解得：n (P 2O 3)＝0.025 mol ，n (P 2O 5)＝0.025 mol ，质量分别为2.75 g 和3.55 g 。

(2)P 的燃烧热是1 mol P(s)充分燃烧生成P 2O 5(s)时放出的热量，根据盖斯定律得1 mol P(s)与O 2反应生成固态P 2O 3时放出的热量为x kJ －y kJ×0.05
0.05
＝(20x －y ) kJ ，即反应热ΔH
＝－(20x －y ) kJ·mol －1。

12．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)我国目前最主要的能源品种是________________________， 能源利用中存在的主要问题有________________________。

(2)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，下同)。

①将城市居民燃煤改为使用气体燃料②若将原来烧天然气的灶具改烧液化石油气，应增大空气进入量和减少液化气的进入量③在农村大力发展沼气
(3)下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是________。

①化石能源物质内部蕴贮着大量的能量
②绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
③物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能为人类所利用
④吸热反应没有利用价值
(4)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__________。

答案(1)煤人均占有量少，能源利用率低，单位产值能耗高
(2)①②③(3)④
(4)增大与助燃剂的接触面积，使煤油充分燃烧
解析(1)我国人口众多，资源丰富，但人均占有量少；
(2)①②措施保证燃料充分燃烧，发展沼气能有效解决农村燃烧秸秆污染空气的问题；
(3)能源的相互转化，其中吸热反应也有其利用价值，可以利用其进行降温等应用。