高二化学寒假作业同步练习题燃烧热能源含解析

燃烧热  能源

一、燃烧热

1．燃烧热的概念

在25 ℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。燃烧热的单位是kJ·mol－1。

2．燃烧热的意义

甲烷的燃烧热为890.31 kJ·mol－1，或ΔH＝－890.31 kJ·mol－1，它表示25 ℃、101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。

3．燃烧热的计算

由燃烧热定义可知：25 ℃、101 kPa时，可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|；或变换一下求物质的燃烧热：ΔH＝－。此公式中的ΔH是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。

【温馨提示】

二、能源

1．能源的概念及其分类

（1）能源的概念

能源是能提供能量的资源，它包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。

（2）能源的分类

2.化石燃料和新能源

（1）化石燃料的弊端：蕴藏量有限、不能再生；利用率低；污染环境，特别是会造成酸雨和温室效应。

（2）太阳能是能量巨大的清洁能源，缺点是能量密度小，受地域和季节的影响大。

（3）氢能有三大优点：一是燃烧热值高，二是资源丰富，三是无毒、无污染。缺点是储存、运输困难。

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．③⑤⑥⑦⑧ C．①③⑤⑥⑦⑧ D．①⑤⑥⑦⑧

【答案】B

【解析】新能源是相对于常规能源说的，一般具有资源丰富、可以再生，没有污染或很少污染等。常见的新能源有太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种，据此分析解答。

【详解】天然气、煤、石油均是化石燃料，不属于新能源，其余③核能、⑤太阳能、⑥生物质能、⑦风能、⑧氢能均是新能源。答案选B。

2．下列关于燃烧热的说法正确的是

A． B．

C． D．

【答案】D

【解析】燃烧热指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，不同物质具有的能量不同，所以完全燃烧放出热量也不同，A项错误；物质状态的变化也会引起能量的改变，所以燃烧热与物质状态有关，B项错误；燃烧热属于反应热一种，与反应物和生成物都有关系，C项错误；燃烧热属于反应热，故单位也是kJ/mol，D项正确。答案选D。

3．下列关于中和热、燃烧热的说法中正确的是

A．已知下列热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H＝－484 kJ/mol，则氢气的燃烧热为242 kJ/mol

B．中和热包括物质溶解、电离、水合等过程中的热效应

C．燃烧热是指在1.01×105 Pa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量

D．燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变

【答案】C

【解析】燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，水为液态水；中和热是指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水时的反应热，据此分析解题。已知下列热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ/mol，水必须为液态水，故无法得出氢气的燃烧热，A项错误；中和热就是反应过程中的热效应，不包括物质溶解、电离、水合等过程中的热效应，B项错误；在1.01×105 Pa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量就是该物质的燃烧热，C项正确；根据燃烧热定义可知，燃烧热不随化学方程式前的化学计量数的改变而改变，D项错误。答案选C。

4．下列表示乙块(化学式为C2H2，燃烧热为1299.6kJ·mol－1)燃烧热的热化学方程式的是

A．C2H2(g)＋O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l)      ΔH＝-1299.6kJ·mol－1

B．2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(g)    ΔH＝-1299.6kJ·mol－1

C．C2H2(g)＋O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(g)      ΔH＝-1299.6kJ·mol－1

D．C2H2(g)＋O2(g)＝2CO(g)＋H2O(l)       ΔH＝-1299.6kJ·mol－1

【答案】A

【解析】燃烧热是指：在25℃、101KPa时，1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，乙炔完全燃烧生成的稳定氧化物为CO2(g)和H2O(l)，所以乙炔的燃烧热的热化学方程式为：C2H2(g)＋O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l)  ΔH＝-1299.6kJ·mol－1，答案选A。

5．已知在101KPa，298K条件下，2mol氢气完全燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是

A．H2O(g)＝H2(g)＋O2(g)；△H＝－242kJ·mol－1

B．H2(g)＋O2(g)＝H2O(1)；△H＝-242kJ·mol－1

C．2H2O(g)＝2H2(g)＋O2(g)；△H＝＋484kJ·mol－1

D．H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)；△H＝－484kJ·mol－1

【答案】C

【解析】2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，则1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量，其逆过程就要吸收这些热量，有：H2O(g)＝H2(g)＋O2(g)；△H＝+242kJ·mol－1，A项错误；生成的水应该为气态，而不是液态，且氢气的燃烧为放热反应，反应热应该为负值，B项错误；2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，则2mol水蒸气分解吸收484KJ热量，故有：2H2O(g)＝2H2(g)＋O2(g)；△H＝＋484kJ·mol－1，C项正确；2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，则1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量，故有：H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)；△H＝－242kJ·mol－1，D项错误。答案选C。

6．下列关于热化学反应的描述中正确的是

A．HCl和NaOH反应的中和热△H＝－57.3kJ·mol−1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H＝2×(-57.3)kJ·mol−1

B．甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol−1，则CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＜-890.3kJ·mol−1

C．已知：500℃、30MPa下，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol−1；将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ

D．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol−1，则2CO2(g)＝2CO(g)＋O2(g)反应的△H＝+566.0kJ·mol−1

【答案】D

【解析】在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mo水的反应热叫做中和热，中和热ΔH＝－57.3kJ/mol，但H2SO4和Ca(OH)2反应生成CaSO4放热，所以H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＜-57.3kJ•mol-1，A项错误；甲烷的燃烧热ΔH=-890.3kJ•mol-1，则CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ•mol-1，液态水变为气态水吸热，所以CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＞-890.3kJ·mol−1，B项错误；合成氨的反应是可逆反应，不能反应完全，所以将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量小于46.2kJ，C项错误；CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol−1，热化学方程式为CO(g)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－283.0kJ•mol-l，则2CO2(g)＝2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝+566.0kJ·mol－1，D项正确。答案选D。

7．1 g火箭燃料N2H4(g)燃烧，生成N2(g)和H2O(g)，同时放出16.7 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是

A．N2H4＋O2＝N2＋2H2O  △H＝－534.4 kJ/mol

B．N2H4＋O2＝N2＋2H2O  △H＝－1068.8 kJ/mol

C．N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g)  △H＝－534.4 kJ/mol

D．N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋H2O(g)  △H＝＋267.2 kJ/mol

【答案】C

【详解】没注明物质的聚集状态，A项错误；没注明物质的聚集状态，B项错误；1g火箭燃料肼（N2H4）气体燃烧生成N2和H2O（g）时，放出16.7kJ的热量，则32g肼（N2H4）气体燃烧生成N2和H2O(g)时，放出534.4kJ的热量，即N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) △H＝－534.4kJ/mol，C项正确；反应为放热，焓变为负值，D项错误。答案选C。

8．由H2和CO组成的混合气体0.5mol，完全燃烧后放出142.55kJ的能量，已知H2的燃烧热△H＝－285.80kJ/mol，CO的燃烧热△H＝－283.00kJ/mol。该混合气体中H2的体积分数为

A．25% B．45% C．75% D．80%

【答案】C

【解析】设该混合气体中H2的体积分数为x，则0.5molx×285.80kJ·mol－1＋0.5mol(1-x)×283.00kJ·mol－1＝142.55kJ，解得x＝0.75，答案选C。

9．按照下列要求书写热化学方程式

（1）1 mol C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量：_________________________________________。

（2）实验测得25℃、101kPa时1mol H2完全燃烧放出285.8 kJ的热量，写出H2燃烧热的热化学方程式：________________________________。

（3）卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料，1molN2H4(l)在O2中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出5518KJ热量,写出N2H4燃烧的热化学方程式_________________________________________________。

【答案】（1）C(石墨，s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)  ΔH＝+131.3 kJ·mol－1   

（2）H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)   △H＝-285.8 kJ/mol   

（3）N2H4(l)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(l)  △H＝-5518 kJ/mol   

【解析】（1）1mol C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，反应方程式为：C(石墨，s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)，吸收131.3 kJ热量，则ΔH＝+131.3 kJ·mol－1，反应的热化学方程式为：C(石墨，s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)  ΔH＝+131.3 kJ·mol－1；

（2）25℃、101kPa时1mol H2完全燃烧生成H2O(l)，放出285.8 kJ的热量，ΔH＝-285.8 kJ/mol，其燃烧热的热化学方程式为：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)   △H＝-285.8 kJ/mol；

（3）1molN2H4(l)在O2中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)的反应方程式为：N2H4(l)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(l)，放出5518KJ热量，则△H＝-5518 kJ/mol，其热化学方程式为：N2H4(l)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(l)  △H＝-5518 kJ/mol。

10．化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化.这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热.由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等.

（1）下列表示物质燃烧热的是_________；表示物质中和热的是__________。

A． B．

C．

D．

E.

F.

G.

H.

（2）2.00g 气体完全燃烧生成液态水和气体，放出99.6kJ的热量，写出该反应的热化学方程式_______________________________________________。

（3）充分燃烧一定量的丁烷放出的热量大小为，生成的恰好与100mL浓度为5的KOH溶液完全反应，则燃烧1mol丁烷放出的热量为________________。

【答案】（1）DE    F    C2H2(g)＋O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l) △H＝－1294.8kJ/mol    16QkJ或8QkJ   

【解析】（1）A项，氢气的物质的量为2mol，反应热△H1不能表示燃烧热；B项，碳燃烧的生成物为CO，碳元素的稳定氧化物为CO2，反应热△H2不能表示燃烧热；C项，1mol甲烷完全燃烧，生成的水是气态，不是稳定的状态，应为液态水，故反应热△H3不能表示燃烧热；D项，C(s)＋O2(g)＝2CO2(g) △H4中1molC完全燃烧生成二氧化碳，符合燃烧热概念，反应热△H4能表示燃烧热；E项，C6H12O6(s)＋6O2(g)＝6CO2(g)＋6H2O(l) △H5中1molC6H12O6完全燃烧生成二氧化碳与液态水，符合燃烧热概念，反应热△H5能表示燃烧热；F项，NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l) △H6中实质是1mol氢离子与1mol氢氧根离子反应生成1molH2O，符合中和热概念，反应热△H6能表示中和热；G项，反应生成的水为2mol，反应热△H7不能表示中和热；H项，CH3COOH(aq)＋HCl(aq)＝CH3COONa(aq)＋H2O(l) △H8是弱酸与强碱反应生成1molH2O，但由于醋酸电离吸热，故不符合中和热概念，反应热△H8不能表示中和热。答案选D E；F；

（2）C2H2气体完全燃烧反应的化学方程式为：2C2H2＋5O2＝4CO2＋2H2O，2.00g C2H2气体n(C2H2)＝＝mol，放出99.6kJ的热量，则1molC2H2燃烧放出的热量为：99.6kJ×13=1294.8kJ，则热化学方程式为：C2H2(g)＋O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l) △H＝-1294.8kJ/mol；

（3） KOH的物质的量为0.1L×5mol/L=0.5mol；

若生成K2CO3，据钾离子守恒，故n(K2CO3)＝0.5mol×＝0.25mol，根据碳元素守恒由n(CO2)＝n(K2CO3)＝0.25mol，根据碳元素守恒可知，n(C4H10)＝n(CO2)＝×0.25mol＝mol；即mol的丁烷燃烧放热为Q，那么1mol丁烷放出的热量为16QkJ；若生成KHCO3，据钾离子守恒，故n（KHCO3）=0.5mol，根据碳元素守恒由n(CO2)＝n（KHCO3）＝0.5mol，根据碳元素守恒可知，n(C4H10)＝n(CO2)＝×0.5mol＝mol；即mol的丁烷燃烧放热为Q，那么1mol丁烷放出的热量为8QkJ。

1．建立清洁低碳、安全高效的能源体系，消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想(如图)。下列说法不正确的是

A．电能属于一次能源

B．氢能是一种燃烧无害、十分清洁的能源

C．太阳能能量巨大，取之不尽，用之不竭

D．氢能的广泛使用还有待各位同学不懈努力，加强技术研发。

【答案】A

【解析】电能属于二次能源，A项错误；氢能是一种燃烧无害、十分清洁的能源，B项正确；太阳能能量巨大，取之不尽，用之不竭，C项正确；H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，氢能的广泛使用还有待各位同学不懈努力，加强技术研发，D项正确。答案选A。

2．下列燃烧反应的反应热是燃烧热的是

A．H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)  △H

B．2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)  △H

C．S(s)＋O2(g)＝SO2(g)  △H

D．H2S(g)＋O2(g)＝S(s)＋H2O(l)   △H

【答案】C

【解析】1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量叫做燃烧热，反应H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)  △H中气态水不是稳定的氧化物，反应热不是燃烧热，A项错误；反应2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)  △H中，一氧化碳不是碳完全燃烧的产物，反应热不是燃烧热，B项错误；反应S(s)＋O2(g)＝SO2(g)  △H中，符合燃烧热的定义，反应热是燃烧热，C项正确；反应H2S(g)＋O2(g)＝S(s)＋H2O(l)中，硫化氢没有完全转化为稳定的氧化物，反应热不是燃烧热，D项错误。答案选C。

3．下列示意图表示正确的是

A．甲图可以表示CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)(ΔH＞0)反应的能量变化

B．乙图表示碳的燃烧热

C．丙图表示实验的环境温度20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测量混合液温度，结果如图(已知V1＋V2＝60 mL)

D．由丁图可知A、B、C的稳定性顺序为：B＜A＜C

【答案】D

【解析】甲图中反应物的总能量比生成物高，反应为放热反应，而CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)(ΔH＞0)为吸热反应，A项错误；碳的燃烧热是指1molC完全燃烧放出的热量，产物为二氧化碳，B项错误；酸碱中和反应为放热反应，物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，V1+V2＝60mL，则V1＝20mL，V2＝40mL时硫酸与氢氧化钠恰好完全反应，放出的热量最多，温度最高，与图象不符，C项错误；物质的总能量越低，越稳定，所以三种化合物的稳定性顺序：B＜A＜C，D项正确。答案选D。

4．已知：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－1

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为

A．2∶1           B．1∶2         C．1∶1          D．2∶3

【答案】C

【解析】根据热化学方程式可知：H2的燃烧热为571.6 kJ·mol－1÷2＝285.8 kJ·mol－1。生成的n(H2O)＝＝0.2 mol，参加反应的H2为0.2 mol，故H2燃烧放出的热量为0.2 mol×285.8 kJ·mol－1＝57.16 kJ。CO燃烧放出的热量为113.74 kJ－57.16 kJ＝56.58 kJ，故n(CO)＝＝＝0.2 mol。则n(H2)∶n(CO)＝1∶1。

5．根据要求回答下列问题：

（1）如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，其中，E1＝134kJ/mol、E2＝368kJ/mol，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1      (填“增大”、“减小”或“不变”下同)，ΔH      。请写出NO2和CO反应的热化学方程式                      。

（2）下表所示是部分化学键的键能参数：

已知白磷的燃烧热为dkJ/mol，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示，则表中x＝      kJ/mol(用含a、b、c、d的代表数式表示)。

（3）已知：反应SO2(g)＋Br2(g)＋2H2O(g)＝H2SO4(l)＋2HBr(g)在150℃下能自发进行，则ΔH      0。

A．大于      B．小于     C．等于     D．大于或小于都可

【答案】（1）减小    不变    NO2(g)＋CO(g)＝NO(g)＋CO2(g) ΔH＝-234kJ/mol  

（2）   

（3）B   

【解析】（1）加入催化剂能降低反应所需的活化能,则E1和E2都减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变,所以催化剂对反应热无影响,由图可知,1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO放出热量368−134=234kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=−234kJ⋅mol-1。

故答案为：减小;不变;NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=−234kJ⋅mol-1。

（2）白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10,1mol白磷完全燃烧需拆开6molP−P、5molO=O,形成12molP−O、4molP=O,所以12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol−(6mol×akJ/mol+5mol×ckJ/mol)=dkJ/mol,x= kJ/mol。

（3）反应能自发进行，△G＜0，因为△ S＜0 ，所以△ H  ＜0 。故答案为：B。

【点睛】解题时需注意催化剂能降低反应所需的活化能,但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变,所以催化剂对反应热无影响。