2022-2023學年高中化學 主題03 燃燒熱及熱化學方程式的書寫補差試題 新人教版選修4

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1、2022-2023學年高中化學 主題03 燃燒熱及熱化學方程式的書寫補差試題 新人教版選修4 1.燃燒a g乙醇(液態(tài)),生成二氧化碳氣體和液態(tài)水,放出的熱量為Q kJ,經(jīng)測定,a g乙醇與足量鈉反應,能生成標準狀況下的氫氣5.6L,則表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式書寫正確的是( ) A.C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H = -Q kJ/mol B.C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H = - Q / 2 kJ/mol C.1/2 C2H5OH(l)+3/2O2(g)

2、=CO2(g)+3/2H2O(1) △H = -Q kJ/mol D.C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H = -2Q kJ/mol 【答案】D 【解析】a g乙醇與足量鈉反應,能生成標準狀況下的氫氣5.6L,則a g乙醇的物質(zhì)的量是0.5mol,燃燒0.5mol乙醇(液態(tài)),生成二氧化碳氣體和液態(tài)水,放出的熱量為Q kJ,燃燒1mol乙醇(液態(tài)),生成二氧化碳氣體和液態(tài)水,放出的熱量為2Q kJ,乙醇燃燒熱的熱化學方程式是C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H = -2Q kJ/mo

3、l,故D正確。 2.沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出445 kJ的熱量,則下列熱化學方程式中正確的是 ( ) A.2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH=+890 kJ· B.CH4(g) +2O2(g)===CO2(g) +2H2O(l) ΔH=+890 kJ· C.CH4(g) +2O2(g)===CO2(g) +2H2O(l) ΔH=-890 kJ· D.CH4(g) +O2(g)=== CO2(g) +H2O(l) ΔH=-890 kJ· 【答案】C 點睛:明確

4、熱化學方程式的含義是解答的關(guān)鍵,注意掌握判斷熱化學方程式正誤的觀察點:“一觀察”:化學原理是否正確,如燃燒熱和中和熱的熱化學方程式是否符合燃燒熱和中和熱的概念;“二觀察”:狀態(tài)是否標明;“三觀察”:反應熱ΔH的符號和單位是否正確;“四觀察”:反應熱的數(shù)值與物質(zhì)的系數(shù)是否對應。 3.下列依據(jù)熱化學方程式得出的結(jié)論正確的是(  ) A.常溫常壓下,1 g H2在足量Cl2中燃燒生成HCl,放出92.3 kJ的熱量,則熱化學方程式可表示為H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=+184.6 kJ·mol-1 B.甲烷的標準燃燒熱為ΔH=-890.3 kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學方

5、程式可表示為 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1,則含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出28.7 kJ的熱量 D.相同條件下,2 mol氫原子所具有的能量小于1 mol氫分子所具有的能量 【答案】C 4.一些烷烴的燃燒熱如下表: 下列說法正確的是(  ) A.正戊烷的燃燒熱大約是-3 540 kJ·mol-1 B.熱穩(wěn)定性:正丁烷>異丁烷 C.乙烷燃燒的熱化學方程式為2C2H6(g)+7O2

6、(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1 D.相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分數(shù)越大,燃燒放出的熱量越多 【答案】A 【解析】A.從表中數(shù)據(jù)可知,碳原子數(shù)一定的烷烴,正烷烴的燃燒熱最小,所以正戊烷的燃燒熱大約是-3540kJ·mol-1,故A正確;B.碳原子數(shù)一定的烷烴,正烷烴的燃燒熱最小,說明正烷烴能量較高,較不穩(wěn)定,所以熱穩(wěn)定性:正丁烷<異丁烷,故B錯誤;C.乙烷燃燒的熱化學方程式為2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1560.8kJ·mol-1×2=-3121.6kJ·mol-1,故C錯誤;D.隨著碳原子數(shù)增

7、多,烷烴碳的質(zhì)量分數(shù)增大,從表中數(shù)據(jù)可知,相同質(zhì)量的烷烴,碳的質(zhì)量分數(shù)越大,燃燒放出的熱量越少,故D錯誤。故選A。 點睛:解答本題需要注意不同反應物生成相同產(chǎn)物,放出熱量越多,該反應物含有能量越高,越不穩(wěn)定。 5.下列熱化學方程式中的反應熱為對應可燃物的燃燒熱的是( ) A.C6H6(g)+ O2(g)=6CO2(g)+3H2O(g) △H=-3367.8kJ ? mol-1 B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-846.3kJ ? mol-1 C.CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ ? mol-1 D.2C2H6

8、(g)+5O2(g)=4CO(g)+6H2O(l) △H=-2720 kJ ? mol-1 【答案】C 6.下列說法中,正確的是?( ) A.1?mol?H2SO4與1?mol?Ba(OH)2完全中和所放出的熱量為中和熱 B.中和反應都是放熱反應 C.在101?kPa時,1?mol碳燃燒所放出的熱量一定叫碳的燃燒熱 D.CO燃燒是吸熱反應 【答案】B 【解析】A.1?mol?H2SO4與1?mol?Ba(OH)2完全中和所放出的熱量包括氫離子與氫氧根離子反應的生成熱,還包括硫酸鋇的生成熱,故A錯誤;B.中和反應都是放熱反應,B正確;由燃燒熱判斷可知C錯誤;燃燒都是放熱反應,故

9、D錯誤。 7.膠狀液氫(主要成分是H2和CH4)有希望用于未來的運載火箭和空間運輸系統(tǒng)。實驗測得:101 kPa時,1 molH2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ的熱量;1 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學方程式書寫正確的是( ) A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=+890.3kJ·mol-1 B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= - 890.3 kJ·mol-1 C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=890.3 kJ D.2H2

10、(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-285.8 kJ·mol-1 【答案】B 8.下列表述中正確的是 A.l0lkPa時,1molC和3molC的燃燒熱相等 B.由圖1可知金剛石比石墨穩(wěn)定 C.由圖2可知H2的燃燒熱數(shù)值大于483.6kJ/mol D.汽油燃燒時將全部的化學能轉(zhuǎn)化為熱能 【答案】A 【解析】A項,燃燒熱指101kPa時,1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,正確;B項,由圖1觀察金剛石的總能量大于石墨的總能量,石墨比金剛石穩(wěn)定,錯誤;C項,由圖2知2molH2燃燒生成2molH2O(g)放出483.6kJ的熱量,則1 molH2燃燒生成

11、1molH2O(g)放出241.8kJ的熱量,H2O(g)變成H2O(l)放熱,由圖2知H2燃燒熱數(shù)值大于241.8kJ/mol,錯誤;D項,汽油燃燒時化學能沒有全部轉(zhuǎn)化成熱能,還有轉(zhuǎn)化為光能等,錯誤;答案選A。 9.下列表示可燃物燃燒熱的化學方程式為 A.CO(g)+ 1/2O2(g) === CO2(g) △H=-283.0 kJ?mol-1 B.CH4(g)+ 2O2(g) === CO2(g)+2H2O(g) △H=-802.3 kJ?mol-1 C.2H2(g)+ O2(g) === 2H2O(l) △H=-571.6k

12、J?mol-1 D.C(s)+1/2 O2(g) === CO(g) △H=-110.5kJ?mol-1 【答案】A 點睛:書寫燃燒熱表示的熱化學方程式必須注意:(1)先確定可燃物的化學計量數(shù)為“1”,再配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù);(2)生成的產(chǎn)物必須是穩(wěn)定化合物,如H→H2O(l),C→CO2(g)等;(3)燃燒熱的ΔH都小于0。 10.在一定條件下,S8(s)和O2(g)發(fā)生反應依次轉(zhuǎn)化為SO2(g)和SO3(g)。反應過程和能量關(guān)系可用下圖簡單表示(圖中的ΔH表示生成1 mol含硫產(chǎn)物SO2或SO3的數(shù)據(jù))。由圖得出的結(jié)論正確的是(  ) A.

13、由1 mol S8(s)生成SO2的反應熱為:ΔH=-(a+b) kJ·mol-1 B.2SO3(g)===2SO2(g)+O2(g)ΔH=-2b kJ·mol-1 C.S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1 D.S8(s)的燃燒熱ΔH=-8a kJ·mol-1 【答案】D 【解析】A.依據(jù)圖象分析可知1molO2和1/8molS8反應生成二氧化硫放熱akJ,燃燒熱的概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量,因此熱化學方程式為:S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)△H=-8akJ/mol,A錯誤;B.根據(jù)圖像可知2SO3(g)=2S

14、O2(g)+O2(g)△H=+2b kJ?mol-1,B錯誤;C.1molO2和1/8molS8反應生成二氧化硫放熱akJ,則S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)△H=-8a kJ?mol-1,C錯誤;D.根據(jù)以上分析可知S8(s)的燃燒熱△H=-8akJ?mol-1,D正確;答案選D。 11.甲醇(CH3OH)廣泛用作燃料電池的燃料,可由天然氣來合成,已知: ①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)ΔH=-71 kJ·mol-1 ②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)ΔH=-90.5 kJ·mol-1 ③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2

15、H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1 (1)甲烷的燃燒熱為____。 (2)CH4和O2反應生成CH3OH(l)的熱化學方程式為____。 【答案】 890 kJ·mol-1 2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(l)ΔH=-252 kJ·mol-1 12.已知下列熱化學方程式: ① 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-570.0 kJ·mol-1 ②H2O(g)===H2(g)+O2(g)ΔH= +241.8 kJ·mol-1 ③C(s)+O2(g)===CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol-1 ④C(s)+O2(g)===CO2(g

16、) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 回答下列各問題: (1)上述反應中屬于放熱反應的是___________________。(填序號) (2)H2的燃燒熱ΔH=___________________;C的燃燒熱ΔH=___________________。 (3)燃燒10 g H2生成液態(tài)水,放出的熱量為___________________。 (4)如果需要釋放787kJ的熱量,需要完全燃燒____________________g的碳。 (5)CO的燃燒熱ΔH=____,其熱化學方程式為________________________________。 【答案】 ①

17、③④ -285.0 kJ·mol-1 -393.5 kJ·mol-1 1425.0 kJ 24g -283.0 kJ·mol-1 CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1 【解析】 (1) ① 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-570.0 kJ·mol-1,③C(s)+O2(g)===CO(g)ΔH=-110.5 kJ·mol-1,④C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1屬于物質(zhì)的燃燒反應,為放熱反應, ②H2O(g)===H2(g)+O2(g)ΔH= +241.8 kJ·mol-1,

18、是分解反應,屬于吸熱反應,故答案為:①③④; (2)根據(jù)①,2mol氫氣燃燒放出570.0kJ熱量,則1mol氫氣燃燒放出285kJ熱量,因此H2的燃燒熱ΔH=-285.0 kJ·mol-1;同理,根據(jù)④可知C的燃燒熱ΔH=-393.5 kJ·mol-1,故答案為:-285.0 kJ·mol-1;-393.5 kJ·mol-1; (3) H2的燃燒熱ΔH=-285.0 kJ·mol-1,10 g H2的物質(zhì)的量為5mol,燃燒10 g H2生成液態(tài)水,放出的熱量為285.0 kJ·mol-1×5mol=1425.0 kJ,故答案為:1425.0 kJ; (4)C的燃燒熱ΔH=-393.5

19、 kJ·mol-1,釋放787kJ的熱量,需要完全燃燒碳的質(zhì)量為 ×12g/mol=24g,故答案為:24g; (5)根據(jù)蓋斯定律,將④-③得CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,則CO的燃燒熱ΔH=-283.0 kJ·mol-1,故答案為:-283.0 kJ·mol-1;CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1。 點睛:燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量,熱化學方程式改變方向,反應焓變符號隨之變化,一般而言,遵循C→CO2,H→H2O(液),S→SO2(氣)。 13.依據(jù)事實,寫出下

20、列反應的熱化學方程式。 (1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68 kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為________________________________________________。 (2)若適量的N2和O2完全反應,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ熱量,則表示該反應的熱化學方程式為_______________________________________________。 (3)用NA表示阿伏加德羅常數(shù),在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應中,每有5NA個電子轉(zhuǎn)移時,放出650 kJ的熱量,

21、則表示該反應的熱化學方程式為__________________。 (4)已知1 mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283 kJ的熱量;1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286 kJ的熱量;1 mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890 kJ的熱量。寫出氫氣燃燒的熱化學方程式:_____________________________; 若1 mol液態(tài)水汽化時需要吸收44 kJ的熱量,請寫出CH4燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式: ________________________________。 【答案】 CH3OH(1)+O2(g)===CO2(g)+2H

22、2O(1) ΔH=-725.76 kJ·mol-1 N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1 2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(1) ΔH=-2 600 kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1[或2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1] CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802 kJ·mol-1 (3)在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應中,每有5NA個電子轉(zhuǎn)移時,放出6

23、50kJ的熱量,反應C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)中電子轉(zhuǎn)移為10mol,則轉(zhuǎn)移10mol電子放出熱量1300KJ,反應的熱化學方程式為:C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1300kJ?mol-1,故答案為:C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-1300kJ?mol-1; (4)1molH2在O2中完全燃燒,生成1mol液態(tài)水,放出286kJ熱量,表示H2燃燒熱的化學方程式為:H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ?mol-1,1 mol液態(tài)水汽化時需要吸收44 kJ的熱量,則1mo

24、l CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和氣態(tài)水放出890-44×2=802KJ熱量,則1mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣的熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802 kJ·mol-1,故答案為:H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ?mol-1;CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802 kJ·mol-1。 14.I.請根據(jù)化學反應與熱能的有關(guān)知識,填寫下列空白: (1)下列反應中,屬于吸熱反應的是_________(填數(shù)字序號)。 ①煅燒石灰石制生石灰 ②燃燒木炭取暖

25、 ③鋁粉與氧化鐵粉末在高溫下反應 ④酸堿中和反應 ⑤生石灰與水作用制熟石灰 ⑥食物因氧化而腐敗 (2)已知H2和O2反應放熱,且斷開1molH-H、1mo1O=O、1molO-H鍵需吸收的能量分別為Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ,由此可以推知下列關(guān)系正確的是______(填字母編號)。 A.Q1+ Q2> Q3 B.2Q1+ Q2<4 Q3 C.Q1+Q2>2Q3 D.2Q1+Q2<2Q3 II.已知2mol氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出572KJ熱量,反應的熱化學方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-572KJ·mol-1。

26、 (3)該反應生成物的能量總和______(填“大于”“小于”或“等于”)反應物的能量總和。 (4)若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣,則放出的熱量_______(填“>”“<”或“=”)572KJ。 III.(5)已知16g固體硫完全燃燒時放出148.4KJ的熱量,寫出表示硫的燃燒熱的熱化學方程式:____________________________________。 (6)觀察下圖,計算1molH2與1molCl2反應_______(“吸收”或“釋放”)的能量為_________。 【答案】 ① B 小于 < S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-296.8kJ·mol-1 釋放 183kJ

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