《燃燒熱能源》練習

《燃燒熱能源》練習一、選擇題1．下列說法不正確的是()①化石燃料在任何條件下都能充分燃燒②化石燃料在燃燒過程中會產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體③直接燃燒煤不如將煤進行深加工后再燃燒效果好④固體煤變?yōu)闅怏w燃料后，燃燒效率將更低A．①② B．①③C．①④ D．③④解析：化石燃料只有在適當?shù)臏囟群陀凶懔垦鯕獯嬖诘那闆r下才能燃燒充分?；剂虾蛟?，不經(jīng)處理直接燃燒可產(chǎn)生污染環(huán)境的SO2，氧氣不足時不完全燃燒又會產(chǎn)生CO，SO2、CO都會污染環(huán)境?；剂?煤)經(jīng)深加工后變?yōu)闅怏w燃料除去了硫，不僅可以減少SO2的生成，而且能燃燒充分，提高燃燒效率，所以①④的說法是錯誤的。答案：C2．下列性質(zhì)中，能說明乙醇宜作燃料的是()①燃燒時發(fā)生氧化反應②充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境③乙醇是一種可再生能源④燃燒時放出大量的熱A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④解析：在選擇燃料時，應從物質(zhì)的燃燒熱(燃燒熱值高)，燃料的儲量(儲量大，可再生)，對生態(tài)環(huán)境的影響(無影響或盡可能小)等各方面綜合考慮，乙醇燃燒熱值高，充分燃燒生成物為CO2和H2O，對環(huán)境無污染，且可以由綠色植物光合作用的產(chǎn)物淀粉發(fā)酵制取，是一種可再生能源，而燃燒時發(fā)生氧化反應是所有可燃物燃燒時的共性，故①錯誤。答案：D3．燃燒熱與反應熱的關系是()A．燃燒熱是反應熱的一種類型B．當一個反應是燃燒反應時，該燃燒反應的反應熱就是燃燒熱C．燃燒熱不屬于反應熱，反應熱是在25℃、101kPa下測定的，而燃燒反應的溫度要高D．反應熱有正負之分，燃燒熱全部是正值解析：可燃物是1mol且燃燒后生成穩(wěn)定氧化物時的反應熱才是燃燒熱。答案：A4．下列說法正確的是()A．CO是不穩(wěn)定的氧化物，它能繼續(xù)和氧氣反應生成穩(wěn)定的CO2，故反應一定是吸熱反應B．在101kPa時，1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱C．物質(zhì)燃燒都需要氧氣D．物質(zhì)燃燒放出熱量的多少與外界條件有關解析：A中CO是強還原劑(高溫時)，點燃時易和氧氣反應，生成穩(wěn)定的二氧化碳，故CO燃燒是放熱反應；B中碳燃燒有完全燃燒與不完全燃燒，1mol碳完全燃燒生成CO2時所放出的熱量叫燃燒熱；任何發(fā)光放熱的劇烈的化學反應都叫燃燒，如H2在Cl2中燃燒。答案：D5．下列有關反應熱及能量變化的說法正確的是()A．反應CH4(g)＋2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－kJ·mol－1，則CH4的燃燒熱是kJ·mol－1B．從化石能源到能源的多元化，其中核能不屬于清潔能源，氫能屬于清潔能源C．放熱反應可以自發(fā)進行，而吸熱反應需加熱才能進行D．從能量守恒的角度看，用電解水法制得的氫氣作常規(guī)能源是不可取的解析：燃燒熱是指25℃、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。這個定義中有三個要素：一是1mol可燃物；二是完全燃燒；三是生成穩(wěn)定的化合物，選項A生成的是氣態(tài)水，穩(wěn)定的水應為液態(tài)，故A不正確；核能無污染，屬于清潔能源，B不正確；放熱反應并不是都可以自發(fā)進行的，例如，煤燃燒必須要達到它的著火點才行，所以開始反應前也需加熱，故C不正確；選項D中電解水吸收的能量與氫氣燃燒放出的能量是相等的，而使用過程中存在著能量的損失，熱效率不可能為100%，故用這種方式得到的氫氣作為常規(guī)能源是不可取的，故D正確。答案：D6．下列熱化學方程式中，ΔH能正確表示物質(zhì)的燃燒熱的是()A．CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ/molB．C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－kJ/molC．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－kJ/molD．2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－11036kJ/mol解析：根據(jù)燃燒熱的概念“1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量”知，CO(g)和氣態(tài)水均不是穩(wěn)定的化合物，故B、C錯誤；而D項中C8H18(l)的化學計量數(shù)為2，不符合燃燒熱的概念。答案：A7．下列分別是利用不同能源發(fā)電的實例圖形，其中不屬于新能源開發(fā)利用的是()答案：C8．甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應原理是①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－kJ·mol－1下列說法正確的是()A．CH3OH的燃燒熱為kJ·mol－1B．反應①中的能量變化如圖所示C．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量D．根據(jù)②推知反應CH3OH(l)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－kJ·mol－1解析：燃燒熱是指在25℃、101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量，而在選項A中甲醇與氧氣反應生成的是氫氣，而非H2O(l)，故選項A錯誤；反應①中ΔH>0，屬于吸熱反應，則反應物的總能量低于生成物的總能量，故選項B錯誤。由題目所給的將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應原理可知，該過程可能要吸熱，也可能要放熱，故選項C錯誤；由燃燒熱的定義和反應②可知D項正確。答案：D二、非選擇題9．(2022·臨沂高三質(zhì)檢)能源可劃分為一次能源和二次能源。自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一次能源；需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二次能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二次能源，它可以由自然界中大量存在的水來制?。?H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋kJ/mol。根據(jù)以上敘述回答：(1)下列敘述正確的是()A．電能是二次能源 B．水力是二次能源C．天然氣是一次能源 D．焦爐氣是一次能源(2)已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－kJ/mol，等質(zhì)量的氫氣和甲烷分別完全燃燒后，放出的熱量之比約為()A．1∶ B．1∶C．∶1 D．∶1(3)關于用水制取二次能源氫氣，以下研究方向不正確的是()A．組成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此可研究在水不分解的情況下，使氫成為二次能源B．設法將太陽光聚焦，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣C．尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時釋放能量D．尋找特殊催化劑，用于開發(fā)廉價能源，以分解水制取氫氣解析：(1)電能通常是由其他能源(如煤、石油等)間接制取的，應屬二次能源。直接利用水的動能和勢能，水力應屬一次能源，若用水力發(fā)電，則發(fā)出的電能應屬于二次能源。天然氣為一次能源。焦爐氣是煉焦的產(chǎn)物，是從煤間接制取的，應屬二次能源。(3)構成水的氫、氧兩元素與其單質(zhì)H2和O2性質(zhì)不同，水不能燃燒，O2也不是可燃物，O2只是能助燃。A錯。水的分解是吸熱反應，利用太陽能產(chǎn)生高溫使水分解，此法可取，B正確。催化劑只能改變反應的速率，卻不能把水分解，水分解的反應是吸熱反應，C錯。D是一個可以肯定的研究方向，以解決分解水制H2的問題。答案：(1)AC(2)C(3)AC10．①CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋kJ②C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝－kJ/mol③eq\f(1,2)H2SO4(l)＋NaOH(l)=eq\f(1,2)Na2SO4(l)＋H2O(l)ΔH＝－kJ/mol④C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ/mol⑤CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ/mol⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－kJ/mol⑦2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－kJ/mol(1)上述熱化學方程式中，不正確的有________；不正確的理由分別是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)根據(jù)上述信息寫出表示H2燃燒熱的熱化學方程式：_____________________________________________________________________。(3)上述反應中，表示燃燒熱的熱化學方程式為_____________________________________________________________________；表示中和熱的熱化學方程式為______________________。解析：(1)①中反應熱的單位應是kJ/mol，②式不符合實際反應情況，碳和水的反應屬于吸熱反應，ΔH>0；③式中H2SO4、NaOH、Na2SO4的聚集狀態(tài)應為aq。(2)據(jù)⑦可寫出表示H2燃燒熱的熱化學方程式：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－kJ/mol。(3)燃燒熱是101kPa1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物所放出的熱量，故④、⑤表示燃燒熱的熱化學方程式；同理，中和熱指酸堿的稀溶液中和生成1mol水時所放出的熱量，故⑥可表示中和熱的熱化學方程式。答案：(1)①②③①中ΔH單位有誤；②不符合客觀事實，ΔH應大于零；③除H2O外各物質(zhì)均處于稀溶液中，應用aq標注(2)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－kJ/mol(3)④⑤⑥11．(2022·南京高二期末)以下是一些烷烴的燃燒熱(kJ/mol)數(shù)據(jù)，回答下列問題：化合物燃燒熱化合物燃燒熱甲烷正丁烷2乙烷1異丁烷2丙烷22-甲基丁烷3(1)已知：物質(zhì)的能量越高越不穩(wěn)定，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，比較正丁烷、異丁烷的熱穩(wěn)定性：正丁烷________異丁烷(填“>”或“<”)。(2)寫出表示乙烷燃燒熱的熱化學方程式：_________________________________________________________________________________________________________。(3)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________(填“越多”“越少”或“相同”)。解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，正丁烷和燃燒熱大于異丁烷，燃燒熱越大，能量越高，越不穩(wěn)定，由此知正丁烷的熱穩(wěn)定性小于異丁烷。(2)由表查得乙烷的燃燒熱為1kJ/mol，故乙烷燃燒熱的熱化學方程式為C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1kJ/mol(3)16gCH4(1molCH4)完全燃燒放出熱量為kJ,16gC2H6完全燃燒放出熱量為eq\f(1kJ,30g)×16g＝832kJ<kJ。CH4中m(C)∶m(H)＝12∶4＝3∶1，C2H6中m(C)∶m(H)＝24∶6＝4∶1，乙烷中碳的質(zhì)量分數(shù)大于甲烷，因此得出：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。答案：(1)<(2)C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1kJ/mol(3)越少12．(知能提升)(2022·蘇州調(diào)研)城市使用的燃料現(xiàn)大多用煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣，它由煤炭與水蒸氣反應制得，故又稱水煤氣。(1)試寫出制取煤氣的主要化學方程式________________________________________________________________________。(2)液化石油氣的主要成分是丙烷，丙烷燃燒的熱化學方程式為C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2kJ/mol已知CO氣體燃燒的熱化學方程式為CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ/mol試比較等物質(zhì)的量的C3H8和CO燃燒產(chǎn)生的熱量的比值約為________。(3)已知H2燃燒的熱化學方程式為：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－kJ/mol試比較等質(zhì)量的H2和C3H8完全燃燒產(chǎn)生的熱量的比值約為________。(4)氫氣是未來的能源，除產(chǎn)生的熱量大之外，還具有的優(yōu)點是___________________________________________________________