2023年高考真题变式分类汇编:有关燃烧热的计算
2023年高考真题变式分类汇编:有关燃烧热的计算
一、选择题
1.(2020·浙江)下列说法错误的是( )
A.相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧,放出的热量依次增加
B.油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
C.根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花
D.淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物
【答案】A
【知识点】生活中的有机化合物;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.由于等质量的物质燃烧放出的热量主要取决于其含氢量的大小,而甲烷、汽油、氢气中H的百分含量大小顺序为:汽油<甲烷<氢气,故等质量的它们放出热量的多少顺序为:汽油<甲烷<氢气,A符合题意;
B.油脂在碱性条件下发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸盐,高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,B不符合题意;
C.蚕丝主要成分是蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味,而棉花则属于纤维素,灼烧时则基本没有气味,C不符合题意;
D.高分子通常是指相对分子质量在几千甚至上万的分子,淀粉、纤维素和蛋白质均属于天然高分子化合物,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据含氢量的大小进行比较;
B.油脂在碱性条件下发生水解为皂化反应,可以用来制造肥皂;
C.蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味;
D.淀粉、纤维素和蛋白质均属于天然高分子化合物,另外还有很多的人工合成的高分子。
2.(2021·宁波模拟)高温时甲烷与水蒸气重整制合成气反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.1 kJ/mo1,其反应的能量变化如图所示。
已知:①H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ/mo1
②H2(g)的标准燃烧热△H= - 285.8kJ/mol
CO(g)的标准燃烧热△H= -283.0 kJ/mol
下列有关叙述中错误的是( )
A.从热量上看,甲烷重整制合成气再燃烧与直接燃烧相比,将得不偿失
B.CH4(g)的标准燃烧热△H=- 890.3 kJ/mo1
C.H2(g)+ O2(g)=H2O(1) △H=- 285.8 kJ/mol
D.选用合适的催化剂,E2 和E1均减小,反应速率加快
【答案】A
【知识点】催化剂;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A. ①H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ/mo1,②H2(g)的标准燃烧热△H= - 285.8kJ/mol,H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H= - 285.8kJ/mol;③CO(g)的标准燃烧热△H= -283.0 kJ/mol,CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H= -283.0 kJ/mol,④CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.1 kJ/mo1,-①+②×3+③+④得直接燃烧放出热量,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=44.0 kJ/mo1 - 285.8kJ/mol×3 -283.0 kJ/mol+206.1 kJ/mo1=- 890.3 kJ/mo1 ,合成气燃烧放热: - 285.8kJ/mol×3 -283.0 kJ/mol=-1140.4 kJ/mol,从热量上看,甲烷重整制合成气再燃烧与直接燃烧相比,直接燃烧放热少,放出的热量小,合成气生产过程中吸收能量,变成合成气燃烧放出的热量多,故A符合题意;
B. 由A可知,CH4(g)的标准燃烧热△H=- 890.3 kJ/mo1,故B不符合题意;
C. 由氢气的标准燃烧热可知:H2(g)+ O2(g)=H2O(1) △H=- 285.8 kJ/mol,故C不符合题意;
D. 选用合适的催化剂,正反应和逆反应的活化能E2 和E1均减小,反应速率加快,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.考查的是盖斯定律的综合应用
B.根据盖斯定律计算出甲烷的标准燃烧热
C.考查的燃烧热方程式的书写
D.活化能减小,速率加快
3.(2022高二上·荆州期末)热值(calorific vlue)又称卡值或发热量,燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值。已知几种可燃物的燃烧热如下表所示:
可燃物
燃烧热
热值最高的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】燃烧热;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】根据燃料的热值以及燃烧热的定级,计算1g可燃物完全燃烧放出热量。
甲烷的热值为,
同理,液态甲醇的热值,
液态乙醇的热值,
丙烷的热值;
热值最大的是甲烷;
选项A符合题意;
故答案为:A。
【分析】结合题干信息,可以知道应该以1kg燃料完全燃烧放出的热量对比,而燃烧热则是以1mol可燃物完全燃烧的数值,因此应该先将各种物质的物质的量转化为质量进行判断。
4.(2022高二下·湖州期末)某有机物X6.0g在足量氧气中完全燃烧,生成8.8gCO2和3.6g水。下列说法错误的是( )
A.X分子中一定含有氧元素
B.X的分子式可能为CH2O
C.若X为最简单的醛糖,则X分子中至少有6个碳原子
D.若X与乙醇、乙酸都能发生酯化反应,则X分子中至少有3个碳原子
【答案】C
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.6.0g有机物X燃烧生成8.8g CO2和3.6g水,物质的量分别为0.2mol和0.2mol,则6.0g有机物X含有0.2mol C和0.4mol H,则6.0g有机物X含有O的质量为6.0g-0.2mol×12g/mol-0.4mol×1g/mol=3.2g,即X分子中一定含有氧元素,A不符合题意;
B.6.0g有机物X含有O的质量为3.2g,则O的物质的量为0.2mol,即6.0g有机物X含有0.2mol C、0.4mol H和0.2mol O,则X的最简式为CH2O,分子式可能为CH2O,B不符合题意;
C.若X为最简单的醛糖,则X为甘油醛(),分子中有3个碳原子,C符合题意;
D.若X与乙醇、乙酸都能发生酯化反应,则X既含有羟基,又含有羧基,则X分子中至少含有3个氧原子,由于X的最简式为CH2O,所以X分子中至少含有3个碳原子,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 X6.0g在足量氧气中完全燃烧,生成8.8gCO2和3.6g水 ,分别算出C和H的物质的量,利用质量守恒确定含有O,从而计算C:H:O=1:2:1,确定最简式为CH2O,分子式为(CH2O)n
5.(2022高二下·抚州期末)实验室常用燃烧法分析有机物的组成与结构。某化合物样品在足量O2中充分燃烧,生成物只有CO2和H2O。燃烧产物依次经过浓硫酸和碱石灰充分吸收,浓硫酸和碱石灰依次增重7.2g和17.6g。有关该物质的组成和结构推测不合理的是( )
A.该物质可能是烃类化合物 B.该物质结构中可能含C=C
C.该物质结构中可能含苯环 D.该物质结构中可能含羧基
【答案】C
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.由分析可知:碳氢原子个数之比是0.4mol:0.8mol=1:2,该物质可能是烯烃,属于烃类化合物,故A合理;
B.由A选项可知,结构中可能含有含C=C,故B合理;
C. 由分析可知:碳氢原子个数之比是0.4mol:0.8mol=1:2,不可能含有苯环,故C不合理;
D. 由分析可知:碳氢原子个数之比是0.4mol:0.8mol=1:2,可能属于饱和一元羧酸,羧酸含有羧基,故D合理;
故答案为:C。
【分析】利用燃烧产生 CO2和H2O的质量,计算C和H元素的物质的量和质量,判断是否含有O元素,最后确定C和H之比为1:2,最简式为CH2,分子式为(CH2)n,根据n值不同,可能为不同物质。但是不符合芳香烃的通式。
6.(2021高二上·百色期末)已知25℃、101 kPa时,
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol;
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/mol;
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol;
下列判断错误的是( )
A.6 g碳完全燃烧时放出热量196.75 kJ
B.反应②可以自发进行
C.H2的燃烧热ΔH= -241.8 kJ/mol
D.制备水煤气的热化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol
【答案】C
【知识点】燃烧热;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.根据①可知1 mol(即12 g) C完全燃烧放出热量是393.5 kJ,则6 g碳完全燃烧时放出热量Q==196.75 kJ,A不符合题意;
B.反应②的正反应是气体体积扩大的放热反应,ΔH<0,ΔS>0,则体系的自由能ΔG=ΔH-TΔS<0可自发进行,B不符合题意;
C.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出是热量,H2O的稳定状态是液态,不是气态,物质由气态转化为液态时会放出热量,故H2的燃烧热ΔH<-241.8 kJ/mol,C符合题意;
D.已知②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/mol;③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,根据盖斯定律,将[②-③]×,整理可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据反应热与计量系数;
B.依据ΔG=ΔH-TΔS<0可自发进行判断;
C.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出是热量;
D.根据盖斯定律。
7.(2021高二上·石家庄期末)完全燃烧1.00g某脂肪烃,生成和。质谱法测得其相对分子质量为100。下列说法错误的是( )
A.该脂肪烃属于烷烃,其分子式为
B.该脂肪烃能发生取代反应,不能发生加成反应
C.该脂肪烃主链有4个碳原子的结构有2种
D.该脂肪烃主链有5个碳原子的结构有5种
【答案】C
【知识点】取代反应;有关燃烧热的计算;烷烃
【解析】【解答】A.完全燃烧1.00g某脂肪烃,生成和,质谱法测得其相对分子质量为100,其中脂肪烃的物质的量是0.01mol,二氧化碳的物质的量是3.08g÷44g/mol=0.07mol,水的物质的量是1.44g÷18g/mol=0.08mol,根据C、H原子守恒可知脂肪烃中碳原子和氢原子个数分别是7、16,所以该脂肪烃的分子式为,因此属于烷烃,A不符合题意;
B.该脂肪烃属于烷烃,能发生取代反应,不能发生加成反应,B不符合题意;
C.该脂肪烃主链有4个碳原子,说明支链只能是3个甲基,结构只有1种,C符合题意;
D.该脂肪烃主链有5个碳原子,则其支链可以是1个乙基,此时乙基只能和3号碳原子相连,或是2个甲基,2个甲基可以是相邻、相对或相间,相对时有2种结构,因此结构有5种,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据燃烧产生的二氧化碳和水,求出C:H=7:16,结合相对分子质量等于100,可以得到分子式为C7H16,属于烷烃,能够发生取代反应,不能发生加成反应。
C.在书写烷烃同分异构体是,采用减碳法进行书写,注意主链对称,确保不重复。
8.(2021高二下·深圳期末)石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是( )
A.石墨的燃烧热为
B.反应C(s,石墨)在任何温度下均能自发进行
C.由图可知:
D.已知C(s,金刚石)=C(s,石墨),则金刚石比石墨稳定
【答案】C
【知识点】燃烧热;热化学方程式;化学方程式的有关计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.燃烧热是101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,碳元素的稳定产物:C→CO2(g),据此得石墨的燃烧热为,A不符合题意;
B.由图知:反应I: C (s石墨)+O2(g)→COΔH1=-110.5kJ mol-1,反应II:C (s石墨)+O2(g)→CO2ΔH2=-393.5kJ mol-1,根据盖斯定律反应II 反应I得到反应Ⅲ:CO (g)+O2(g)→CO2ΔH3=ΔH1-ΔH2=-283.0kJ mol-1,根据盖斯定律反应II 2×反应Ⅲ得到反应:反应C(s,石墨),ΔH=ΔH1-2ΔH3=+455.5kJ mol-1,该反应的△H>0,△S>0,常温下不能自发进行,在高温下能自发进行, B不符合题意;
C.结合选项C可知: ,C符合题意;
D. 已知C(s,金刚石)=C(s,石墨),则金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,则金刚石不如石墨稳定, D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、 石墨的完全燃烧生成的是二氧化碳;
B、常温下不能自发进行;
C、根据C (s石墨)+O2(g)→COΔH1=-110.5kJ mol-1和C (s石墨)+O2(g)→CO2ΔH2=-393.5kJ mol-1可以算出答案,注意反应系数;
D、能量越低越稳定,金刚石能量高于石墨。
9.(2020高二上·白山期末)已知:① ,② ,下列有关说法正确的是( )
A.甲醇的燃烧热
B.若反应②中水为气态,则同样条件下的反应热:
C.向含 的溶液中加入一定体积 的醋酸,反应中的热量变化如图所示
D.
【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.由反应 ,2mol甲醇完全燃烧,生成2mol液态水,放热1453kJ,则甲醇的燃烧热 ,A符合题意;
B.气态水转化为液态水,放出热量,所以若反应②中水为气态,则同样条件下的反应热: ,B不符合题意;
C.由于醋酸是弱酸,电离时吸收热量,向含 的溶液中加入一定体积 的醋酸,NaOH不一定完全反应,则放出的热量一定小于5.73kJ,C不符合题意;
D.因为一水合氨为弱碱,电离时吸收热量,所以 ,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物而放出的热量;
B.气态水转化为液态水,放出热量;
C.由于醋酸是弱酸,电离时吸收热量,中和时放出的热量一定小于5.73kJ;
D.因为一水合氨为弱碱,电离时吸收热量;
10.(2020高一下·七台河期末)实验测得H2和C3H8的标准燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1和2220 kJ·mol-1,将 H2和C3H8的混合气体1mol完全燃烧生成CO2和液态水时放出1252.5kJ的热量,则混合气体中H2和C3H8的体积之比是( )
A.2:1 B.1:1 C.1:2 D.1:4
【答案】B
【知识点】有关混合物反应的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】设混合气体中H2的物质的量为n,则C3H8的物质的量为1mol-n,根据题意,列方程为:285.8 kJ·mol-1×n+2220 kJ·mol-1×(1mol-n)= 1252.5kJ,解得n=0.5mol,则H2和C3H8分别为0.5mol,所以混合气体中H2和C3H8的体积之比是1:1;
故答案为:B。
【分析】分别设混合气体中H2的物质的量为n,则C3H8的物质的量为1mol-n,根据题意,列方程为:285.8 kJ·mol-1×n+2220 kJ·mol-1×(1mol-n)= 1252.5kJ,最后根据物质的量之比等于气体体积之比即可求解。
11.(2020高二上·麻江期末)已知葡萄糖的燃烧热是 -2804 kJ/mol,当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是( )
A.26.0 kJ B.51.9 kJ
C.155.8 kJ D.467.3 kJ
【答案】A
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】葡萄糖燃烧的热化学方程式是C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2804kJ·mol-1
据此建立关系式
6H2O ~ ΔH
6×18 g 2804 kJ
1 g x
解得x= =26.0kJ,
故答案为:A。
【分析】根据热化学方程式计量数之间的关系进行求解。
12.(2019高二上·武邑月考)肼(H2N—NH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N键为942、O=O键为500、N—N键为154,则断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是( )
A.194 B.391 C.516 D.658
【答案】B
【知识点】反应热和焓变;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),△H3=2752 kJ/mol-534 kJ/mol=2218 kJ/mol,化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值,旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,设断裂1 mol N―H键所需的能量为X,旧键断裂吸收的能量:154+4X+500=2218,解得X=391,
故答案为:B
【分析】根据图像计算反应的焓变,然后根据反应物键能总和与生成物键能总和之差等于焓变计算氮氢键的键能即可。
13.(2019高二下·安平期末)下列各组物质的燃烧热相等的是( )
A.碳和二氧化碳
B.1mol碳和3mol碳
C.3mol乙炔(C2H2)和1mol苯(C6H6)
D.天然气和酒精
【答案】B
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.二氧化碳是稳定的氧化物,不能燃烧,不考虑燃烧热问题,故A不符合题意;
B.燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,与量的多少无关,可燃物相同,该组物质的燃烧热相等,故B符合题意;
C.乙炔和苯是不同的物质,物质不同,具有不同的能量,燃烧热不相等,故C不符合题意;
D.天然气和酒精是不同的物质,物质不同,具有不同的能量,燃烧热不相等,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】燃烧热:在101 kPa时,1 mol物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
14.(2019高二下·安平期末)对于:2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) △H =-5800kJ/mol的叙述错误的是( )
A.该反应的反应热为△H=-5800kJ/mol,是放热反应
B.该反应的△H与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C.该式的含义为:25℃、101kPa下,2mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ
D.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为5800kJ/mol
【答案】D
【知识点】反应热和焓变;有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.该反应的 H=-5800kJ/mol<0,反应为放热反应,A项不符合题意;
B.物质的状态不同,物质具有的能量不同,热化学方程式中化学计量数代表物质的量,反应的 H与各物质的状态有关,与化学计量数有关,B项不符合题意;
C.该热化学方程式的含义为:25℃、101kPa下,2molC4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ,C项不符合题意;
D.燃烧热是指完全燃烧1mol可燃物生成稳定产物时候所放出的热量,由此可知丁烷的燃烧热为2900kJ/mol,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】燃烧热:在101 kPa时,1 mol物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
15.(2019高二下·安平期末)在36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占 体积,CO2占 体积。且有:
C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是( )
A.172.5 kJ B.1 149 kJ C.283 kJ D.517.5 kJ
【答案】C
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】方法一:36 g碳完全燃烧生成3molCO2(g)放热Q1=(110.5+283)kJ·mol-1×3mol=1180.5kJ,题中36 g不完全燃烧生成1molCO(g)、2molCO2(g)放热Q2=110.5kJ·mol-1×3mol+283kJ·mol-1×2mol=897.5kJ,则损失热量Q1-Q2=1180.5kJ-897.5kJ=283 kJ。
方法二:根据盖斯定律,损失热量就是不完全燃烧的产物完全燃烧放出的热量,即1molCO(g)完全燃烧放出的热量283 kJ。
故答案为:C。
【分析】根据热化学方程式进行简单计算。
16.(2018高二下·巨鹿期末)已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol;
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),△H=-57.3kJ/mol。
下列结论正确的是()
A.反应①的反应热为221kJ
B.碳的燃烧热为△H=-221kJ/mol
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为△H=-57.3kJ/mol
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量
【答案】C
【知识点】中和热;有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A、反应热包含符号,①的反应热为221kJ/mol,A不符合题意;
B、燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,由反应①可知,2mol碳燃烧生成CO放出的热量为221kJ,碳完全燃烧生成的是CO2,所以碳的燃烧热不是221kJ/mol,B不符合题意;
C、中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量,中和热为放热反应,中和热为57.3kJ/mol,稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ/mol,C符合题意;
D、醋酸是弱电解质,电离吸收能量,稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出的热量小于57.3kJ,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、①的反应热为-221kJ/mol;
B、燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量;
C、中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量,中和热为放热反应,中和热为57.3kJ/mol;
D、醋酸是弱电解质,电离吸收能量。
17.(2022高二上·辽宁月考)已知:①
②
③
④
下列说法正确的是( )
A.的燃烧热为
B.
C.相同质量的和完全燃烧,放出的热量多
D. ,理论上可利用该反应设计成原电池
【答案】C
【知识点】燃烧热;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.燃烧热是1 mol纯净物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,由已知热化学方程式可知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ mol-1,A不符合题意;
B.由③可知,强酸与强碱反应产生可溶性盐和1 mol H2O时放出热量是57.3 kJ,硫酸与Ba(OH)2发生反应,除产生水外,Ba2+与反应产生BaSO4时也会放出热量,所以该反应发生,产生1 mol H2O放出热量比57.3 kJ多,即反应热△H<-57.3kJ mol-1,B不符合题意;
C.根据①可知1 g H2(g)完全燃烧放出热量为Q1=,根据②可知1 g CH3OH(l)完全燃烧放出热量为Q2=,故当两种燃料的质量相等时,H2(g)放出的热量更多,C符合题意;
D.理论上,自发的氧化还原反应能设计成原电池,反应CaO+H2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应,因此不能设计成原电池,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.燃烧热是101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热;
B.Ba2+与反应产生BaSO4时也会放出热量;
C.根据已知热化学方程式计算;
D.依据自发的氧化还原反应能设计成原电池,该反应不是氧化还原反应。
18.(2022高二下·泾阳期中)下列关于分子组成为的烷烃、烯烃、炔烃的说法正确的是( )
A.当x≤4时,常温常压下不一定均为气体
B.燃烧时,火焰均为明亮火焰,并伴有黑烟
C.当x<10,y=2x+2时,的一氯代物只有一种的烃有4种
D.分别完全燃烧1mol时,消耗氧气为
【答案】C
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.烷烃、烯烃和炔烃中,碳原子数目≤4时,常温下都是气体,A不符合题意;
B.甲烷燃烧时,没有黑烟,含碳量较大时,才有黑烟,B不符合题意;
C.当x<10,y=2x+2时,为烷烃,CxHy的一氯代物只有一种的烃,分子中氢原子为等效氢,有CH4、CH3CH3、(CH3)4C、(CH3)3C-C(CH3)3,CxHy的一氯代物只有一种的烃有4种,C符合题意;
D.烃燃烧时,1molC原子消耗1mol氧气、1mol氢原子消耗mol氧气,所以1molCxHy完全燃烧消耗(x+)mol氧气,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】难点分析:碳原子数目小于10的烷烃,其一氯取代物只有一种,其结构必须高度对称,分别为甲烷、乙烷,然后把甲烷和乙烷中的氢原子换成甲基,又可以得到2个,一共4个
19.(2022高二下·沈阳期中)下列各项中的两种物质不论以何种比例混合,只要混合物的总物质的量一定,则完全燃烧消耗的质量保持不变的是
A.、 B.、
C.、 D.、
【答案】A
【知识点】有机分子式的推断与计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.1molC3H6完全燃烧消耗4.5mol氧气、1molC4H6O2完全燃烧消耗4.5mol氧气,所以C3H6、C4H6O2不论以何种比例混合,只要混合物的总物质的量一定,则完全燃烧消耗O2的质量保持不变,A符合题意;
B.1molC2H6完全燃烧消耗3.5mol氧气、1molC2H6O完全燃烧消耗3mol氧气,所以C2H6、C2H6O的总物质的量一定,以不同比例混合,完全燃烧消耗O2的质量不同,B不符合题意;
C.1molC2H2完全燃烧消耗2.5mol氧气、1molC6H6完全燃烧消耗7.5mol氧气,所以C2H2、C6H6的总物质的量一定,以不同比例混合,完全燃烧消耗O2的质量不同,C不符合题意;
D.1molC3H6O完全燃烧消耗4mol氧气、1mol C4H8O2完全燃烧消耗5mol氧气,所以C3H6O、C4H8O2的总物质的量一定,以不同比例混合,完全燃烧消耗O2的质量不同,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】有机物的化学式为CxHyOz,等物质的量消耗氧气量为(x+0.25y-0.5z)分析。
20.(2021高二上·安徽期中)一定条件下,2.24L(标准状况)CO与O2的混合气体燃烧时,放出11.32kJ的热量,反应后恢复至标准状况,产物的密度为原来气体密度的1.25倍,则CO的燃烧热的数值为( )
A.283 B.1132 C.141.5 D.566
【答案】A
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】CO和O2反应后气体密度变为原气体密度的1.25倍,根据质量守恒可知,反应后的气体体积为反应前的气体体积的 ,为2.24L =1.792L,物质的量为0.08mol;根据一氧化碳与氧气的反应方程式2CO+O2 2CO2可知,气体的减少量为氧气的量,因此反应的氧气为0.02mol,则燃烧的CO为0.04mol ,0.04mol的CO完全燃烧产生11.32kJ热量,则CO的燃烧热为: =283kJ/mol ,则一氧化碳的燃烧热为283kJ/mol ,
故答案为:A。
【分析】根据平均分子质量和燃烧热计算。
21.(2020高二上·金台期中)已知: C(s)+ O2(g) =CO(g) ΔH=-110.35 kJ·mol-1 CO(g)+O2(g) = CO2(g) ΔH=-282.57 kJ·mol-1。若6 g 碳不完全燃烧所得产物中,CO与CO2的体积比为2∶3,则与6 g碳完全燃烧相比,此不完全燃烧损失的热量为 ( )
A.56.51 kJ B.110.35 kJ C.196.46 kJ D.282.57 kJ
【答案】A
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】6g碳的物质的量为n===0.5mol,不完全燃烧所得气体中,CO与CO2体积比为2:3,根据碳原子守恒计算CO的物质的量为0.5mol×=0.2mol,根据CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H=-282.57kJ/mol,则0.2molCO燃烧放出的热量为282.57kJ/mol×0.2mol=56.514KJ,即6g碳不完全燃烧,损失的热量为56.51kJ,A符合题意;
故答案为:A。
【分析】6g碳不完全燃烧与这些碳完全燃烧相比,损失的热量为生成的一氧化碳燃烧放出的热量,根据碳原子守恒计算出一氧化碳的物质的量,再根据一氧化碳燃烧的热化学方程式计算,即可解答。
二、非选择题
22.(2021高二下·乐山期末)请利用相关化学知识回答下列问题:
(1)4.0g硫粉在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出热量,则硫的燃烧热为 。
(2)味精的主要成分是谷氨酸形成的钠盐——谷氨酸钠,已知谷氨酸是一种弱酸,则味精溶于水后溶液显 性。
(3)泡沫灭火器可以用于扑灭以下物品中 的初期着火。
a.金属镁 b.家用电器 c.纸张 d.植物油
(4)炒菜用的铁锅若未及时洗净(残液中含有),便会因腐蚀而出现红褐色锈斑,此条件下铁锅锈蚀时正极的电极反应为 。
(5)还原沉淀法是处理工业废水中的常用方法,流程如下图所示,其中“转化”步骤时,溶液颜色变化为 ,“还原”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
【答案】(1)
(2)碱
(3)cd
(4)
(5)由黄色变为橙色;
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应方程式的配平;燃烧热;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】4.0g硫粉在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出热量,设1mol(32g)S在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出为xKJ,则,解的,故答案为:;
(2) 谷氨酸为弱酸,则谷氨酸钠为强碱弱酸盐,其溶液会因谷氨酸根水解使溶液呈碱性,故答案为:碱;
(3) 泡沫灭火器灭火原理是,灭火时能喷射出大量的二氧化碳及泡沫,它们能粘附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的。可用来扑灭木材、棉布等固体物质的初期着火,也能扑救植物油等可燃性液体的初期着火,但不可用于扑灭带电设备、能与二氧化碳发生反应的物质(如金属镁)的火灾,否则将威胁人身安全。综上所述c、d、正确,
故答案为:cd;
答案选cd
(4)炒菜用的铁锅若未及时洗净(残液中含有),便会因腐蚀而出现红褐色锈斑,则铁锅在此过程中发生吸氧腐蚀,则其正极反应为氧气得到电子并与水结合反应生成氢氧根离子,即,故答案为:;
(5) 黄色为橙色,流程中“转化”步骤时,溶液由黄色的转化为橙色的;根据关系式可知,“还原”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6,故答案为:由黄色变为橙色;1:6。
【分析】(1)1mol物质在足量的氧气中完全燃烧放出的热量为燃烧热,1mol硫为32g;
(2)谷氨酸根水解使溶液呈碱性;
(3)泡沫灭火器喷出的是二氧化碳及泡沫,不可用于扑灭带电设备、能与二氧化碳发生反应的物质;
(4)正极得电子,化学价降低;
(5)氧化还原反应中可以根据得失电子量来确定氧化剂与还原剂的物质的量之比。
23.(2021高一下·九江期末)氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
(1)氢气燃烧热值高。实验测得在常温常压下, 完全燃烧生成液态水,放出 热量。则 (标准状况) 在上述条件下完全燃烧释放的热能是 。
(2)氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。工作示意图如图。 极是 极(填“正”或“负”), 极发生反应 (填“氧化”或“还原”)。
(3)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的化学方程式为:
①在恒温恒容下,下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (选填字母序号)。
a.容器内压强不再发生变化
b. 的体积分数不再发生变化
c.容器内气体原子总数不再发生变化
d.相同时间内消耗 的同时消耗
②一定温度,向容积为 的容器中加入一定量 和 , 后生成 ,则用 表示该反应的速率是 。
【答案】(1)
(2)正;氧化
(3)ab;
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;化学平衡状态的判断;原电池工作原理及应用;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1) 完全燃烧生成液态水,放出 热量。则 (标准状况) 在上述条件下完全燃烧释放的热能是 ;
(2) 极通入氧气,氧气得电子发生还原反应,a是正极; 极通入氢气,氢气失电子发生氧化反应,b是负极;
(3)①a. 反应前后气体物质的量不同,容器中压强是变量,容器内压强不再发生变化,反应一定达到平衡状态,
故答案为:a;
b. 的体积分数不再发生变化,说明氨气的物质的量不变,反应一定达到平衡状态,
故答案为:b;
c.根据质量守恒,气体原子总数是恒量,容器内气体原子总数不再发生变化,反应不一定达到平衡状态,故不选c;
d.相同时间内消耗 的同时消耗 ,不能说明正逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,故不选d;
选ab。
②一定温度,向容积为 的容器中加入一定量 和 , 后生成 ,反应消耗3mol ,用 表示该反应的速率是 。
【分析】(1)根据热量与物质的量呈正比即可计算出能量
(2)根据氢气是负极材料,发生的氧化反应,氧气是正极材料,发生的是还原反应
(3)①根据 在恒温恒容下 ,可以通过压强不再变化以及各物质的体积分数不变即可判断平衡
②根据给出的数据即可计算出氨气的速率结合化学计量系数之比等于速率之比即可计算出氢气的速率
24.(2020高二上·秦皇岛期末)由Zn—Cu—H2SO4组成的原电池,工作一段时间后,锌片的质量减少了6.5g。求:
(1)原电池的 极生成氢气 L(标准状况);
(2)已知:1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ的热量。将(1)中获得的氢气燃烧,可以得到 kJ的热量;
(3)若将电解质溶液改为硫酸铜溶液,当电池输出相同的电量时,电池两极的质量差为 。
【答案】(1)正;2.24L
(2)28.58
(3)12.9g
【知识点】原电池工作原理及应用;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)Zn-Cu-H2SO4组成的原电池电池反应为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,Zn为负极,铜为正极,氢气在正极生成,反应为:2H++2e-=H2↑,根据方程式知,参加反应的n(Zn)=n(H2)= =0.1mol,标准状况下V(H2)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L;
(2)根据题意知,1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ的热量,则0.1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ×0.1=28.58kJ;
(3)当电解质溶液改为硫酸铜溶液时,电池反应为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,参加反应的n(Zn)与生成铜的物质的量相等,即n(Zn)=n(Cu)= =0.1mol,析出m(Cu)=0.1mol×64g/mol=6.4g,两个电极的差为减少的锌的质量与析出铜质量的和,两个电极的质量差=6.5g+6.4g=12.9g。
【分析】(1)根据锌和氢气之间的关系式计算生成氢气体积;
(2)根据氢气和反应热之间的关系式计算;
(3)根据转移电子相等计算析出铜的质量,注意一个电极被消耗,一个电极有物质析出。
25.(2020高二下·云浮期末)2020 年东京奥运会火炬传递的火炬样式将采用樱花形状。奥运会火炬常用的燃料为丙烷、丁烷等。
已知:丙烷的燃烧热△H1=-2220 kJ/mol;正丁烷的燃烧热△H2= -2878 kJ/mol,异丁烷的燃烧热△H3=-2869.6 kJ/mol。
(1)写出丙烷燃烧的热化学方程式 。
(2)下列有关说法错误的是_____(填序号)。
A.奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
C.正丁烷比异丁烷稳定
(3)已知A气体的燃烧热为300 kJ/mo1,B气体的燃烧热为500 kJ/mol。现有6 mol 由A和B组成的混合气体,完全燃烧放出的热量是 2000 kJ,则该混合气体中气体 A和气体 B的物质的量之比是 。
(4)1 molH2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量。已知单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,则氢气的热值是 kJ/g。
【答案】(1)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol
(2)B;C
(3)5:1
(4)143
【知识点】燃烧热;热化学方程式;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)已知1mol丙烷燃烧放出的热量为2220kJ热量,常温下反应生成的水为液体,依据热化学方程式书写方法,丙烷燃烧的热化学方程式:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol,故本题答案为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol;
(2)A.奥运火炬燃烧时发光、放热则能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能,故A正确;
B.异丁烷分子中的碳氢键和正丁烷的相同,故B不正确;
C.依据燃烧热化学方程式的焓变分析,1mol正丁烷燃烧放热大于异丁烷燃烧放热,说明正丁烷能量高于异丁烷,能量越高越不稳定,正丁烷比异丁烷不稳定,故C不正确;
故答案为:BC;
(3)已知A气体的燃烧热为300kJ·mol-1,B气体的燃烧热为500kJ·mol-1。现有6mol由A和B组成的混合气体,完全燃烧放出的热量是2000kJ,设A和B的物质的量分别为x mol,y mol,由物质的量与热量成正比及热化学方程式可知:
x+y=6
300x+500y=2000
解得:x=5,y=1,则该混合气体中气体A和气体B的物质的量之比是5:1,故本题答案为:5:1;
(4)1mol H2的质量为2g,完全燃烧生成液态水放出286kJ热量。已知单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,则氢气的热值是286kJ/2g=143 kJ/g。故本题答案为143 。
【分析】(1)写出丙烷燃烧的化学方程式,标出状态,计算出反应热即可
(2)异丁烷和正丁烷互为同分异构体,碳氢键数目相同,能量越低越稳定,支链越多越稳定
(3)根据物质的量之和以及燃烧放出的热量列出方程式即可计算
(4)写出燃烧热方程式,计算出1mol氢气燃烧放出的热量即可
26.(2018高一下·汉川期末)从煤和石油中可以提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B是一种比水轻的油状液态烃,0.1 mol该烃在足量的氧气中完全燃烧,生成0.6 mol CO2和0.3 molH2O;回答下列问题:
(1)A的电子式 ,B的结构简式 。
(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式: ,反应类型: 。
(3)在碘水中加入B物质的现象: 。
(4)B与浓硫酸和浓硝酸在50~60℃反应的化学反应方程式: ,反应类型: 。
(5)等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量__(填“A>B”、“A<B”或“A=B”)。
【答案】(1);
(2)CH2=CH-CH3+Br2→CH2Br-CHBr-CH3;加成反应
(3)溶液分层,下层无色,上层紫红色
(4) +H2O;取代反应
(5)A>B
【知识点】苯的结构与性质;烃类的燃烧;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】根据以上分析可知A为乙烯2,B为苯,则(1)A为CH2=CH2,电子式为 ;B是苯,结构简式为 ;(2)与A相邻的同系物C为CH2=CHCH3,使溴水褪色发生加成反应,该反应方程式为CH2=CHCH3+Br2→CH2BrCHBrCH3;(3)碘易溶在有机溶剂中,碘水中加入苯发生萃取,苯的密度比水的小,则苯在上层,观察到的现象为溶液分层,下层无色,上层紫红色;(4)B与浓H2SO4、浓HNO3在50~60℃发生硝化反应,反应的化学反应方程为 +H2O,该反应属于取代反应;(5)烃分子中氢元素含量越高,在质量相等的条件下完全燃烧消耗的氧气越多。乙烯和苯的最简式分别是CH2和CH,所以乙烯分子中氢元素含量高,则等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量A>B。
【分析】(1)结合题意,A是乙烯,B是苯;
(2)C是丙烯,与溴发生加成反应;
(3)苯与碘水混合,苯在上层呈现紫红色;
(4)苯与硝酸反应发生取代反应,注意原子的连接顺序与反应条件;
(5)等质量的烃含氢量越高,耗氧量越高。
27.(2018高一下·安徽期末)
(1)Ⅰ.消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:
B.①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-565 kJ·mol-1
ΔH1= 。
(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式: 。
(3)Ⅱ. SO2、CO、NOx是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。请回答下列问题:
已知25℃、101 kPa时:
①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1
③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 。
(4)若反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1,根据下表数据求x= kJ·mol-1。
化学键 H—H O=O O—H
断开1 mol化学 键所需的能量/kJ 436 x 463
【答案】(1)+183 kJ·mol-1
(2)2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH=-748 kJ·mol-1
(3)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH=-130 kJ·mol-1
(4)738.2
【知识点】反应热和焓变;热化学方程式;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】Ⅰ.(1)①△H1=945kJ·mol-1+498kJ·mol-1-2×630kJ·mol-1=+183kJ·mol-1;②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+183kJ·mol-1①,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-565KJ·mol-1②,根据盖斯定律,②-①可得:2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g)△H=-748kJ·mol-1;
Ⅱ.(3)已知25℃、101 kPa时:①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1,②H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1,③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1,根据盖斯定律,(③-①)×1/2-②得:SO3(g)+H2O(l)═2H2S O4(l)SO3(g)+H2O(l)═2H2S O4(l)△H=1/2×[(-545 kJ·mol-1)-(-197 kJ·mol-1)]-(-44kJ·mol-1)=-130 kJ·mol-1,SO3(g)+H2O(l)═2H2S O4(l)△H=-130 kJ·mol-1;(4)由于反应热=反应物总键能-生成物总键能,则:2×436kJ·mol-1+xkJ·mol-1-4×463kJ·mol-1=-241.8kJ·mol-1,解得x=738.2。
【分析】(1)根据反应热=反应物总键能-生成物总键能计算即可
(2)根据盖斯定律写出方程式和计算出焓变
(3)根据盖斯定律写出方程式和计算出焓变
(4)根据=反应物总键能-生成物总键能计算即可
28.(2023高一下·云南期中)完成下列问题。
(1)下列变化中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。(填标号)
①氧化钙与水反应;②石灰石在高温下的分解反应;③酸碱中和反应;④二氧化碳通过炽热的炭发生的反应;⑤食物因氧化而腐败发生的反应;⑥与的反应;⑦干冰汽化。
(2)为探究固体M溶于水的热效应,选择如图所示装置进行实验(反应在甲中进行)。观察到烧杯里产生气泡,则M溶于水 (填“一定”或“可能”)是放热反应。
(3)2022年2月18日,“美丽中国·绿色冬奥”专场新闻发布会在北京新闻中心举行。发展碳捕集与利用的技术,将CO2转化为高附加值的化学品,实现CO2资源化利用,是一项重要的碳减排技术。CO2加氢(RWGS)制合成气(CO)
RWGS反应: 反应ⅰ
副反应: 反应ⅱ
①已知:
则 。
②混合动力汽车所用的燃料之一是乙醇,lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量,写出乙醇燃烧的燃烧热的热化学方程式 。
【答案】(1)①③⑤;②④⑥
(2)可能
(3)-165.2kJ/mol;C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1380kJ/mol
【知识点】吸热反应和放热反应;燃烧热;热化学方程式;乙醇的化学性质;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)①金属氧化物与水反应是放热;
②石灰石在高温下的分解反应需要吸收热量;
③酸碱中和反应放出热量;
④二氧化碳通过炽热的炭反应吸热;
⑤食物因氧化而腐败缓慢氧化的过程放出热量;
⑥与的反应吸收热量;
⑦干冰汽化需要吸收大量的热,没有新物质产生,属于物理变化;
故答案为:
第1空、①③⑤
第2空、②④⑥
(2) 若观察到烧杯里产生气泡,M溶于水放出热量,有热量放出不一定为化学变化,不一定属于放热反应;
故答案为: 第1空、可能
(3) 根据盖斯定律,④×2-③=②, 代入得-165.2kJ/mol 。
②乙醇相对分子质量为46,lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量,1mol乙醇完全燃烧放出热量为46×30.0kJ=1380 kJ;
故答案为:
第1空、-165.2kJ/mol
第2空、C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1380kJ/mol
【分析】(1)①金属氧化物与水反应是放热;
②石灰石在高温下的分解反应需要吸收热量;
③酸碱中和反应放出热量;
④二氧化碳通过炽热的炭反应吸热;
⑤食物因氧化而腐败缓慢氧化的过程放出热量;
⑥与的反应吸收热量;
⑦干冰汽化需要吸收大量的热,没有新物质产生,属于物理变化;
(2) 有热量放出不一定为化学变化,不一定属于放热反应;
(3) 根据盖斯定律求反应热 。
②燃烧热是1mol物质完全反应产生。
29.(2022高二上·泗水期中)研究含碳、氮的物质间转化的热效应,在日常生活与工业生产中均有很重要的意义。
(1)已知:H2O(l)= H2O(g) △H= +44.0kJ·mol-1,甲烷完全燃烧与不完全燃烧的热效应如下图所示。
①写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式: 。
②CO的燃烧热△H= kJ·mol-1。
(2)已知拆开1 molH-H、1 molN-H、1 mol N ≡N化学键需要的能量分别是436 kJ、391kJ、946kJ, 则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
(3)以NH3、CO2为原料生产尿素[CONH2)2]的反应历程与能量变化示意图如下。
①第一步反应的热化学方程式为 。
②第二步反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
③从图象分析决定生产尿素的总反应的反应速率的步骤是第 步反应。
【答案】(1)CH4(g) + 2O2(g) =CO2(g)+ 2H2O △H = - 890.3 kJ·mol-1;-283
(2)N2(g)+ 3H2(g) = 2NH3(g) △H= -92kJ·mol -1
(3)2NH3(g)+ CO2(g)=NH2COONH4(s) △H= ( Ea1- Ea2)kJ·mol-1;>;二
【知识点】燃烧热;热化学方程式;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1))①由图可知1mol甲烷燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气放出802kJ能量,且H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0kJ mol-1,因而甲烷的燃烧热化学反应方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ mol-1;
②根据①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ mol-1,②CH4(g)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g)△H2=-607.3kJ mol-1,依据盖斯定律②-①得到CO完全燃烧生成二氧化碳的热化学方程式为:CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H=(-890.3+607.3)kJ mol-1=-283kJ mol-1。
(2)反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ mol-1,则热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ mol-1。
(3))①将第一步和第二步两步方程式相加,得到以氨气和二氧化碳气体为原料合成尿素的热化学方程式2NH3(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(NH2)2(s)△H=(Ea1-Ea2)kJ/mol;
②由图象可知该反应中反应物总能量小于生成物总能量,属于吸热反应,所以ΔH>0;
③反应的速率主要取决于最慢的反应,最慢的反应主要是反应物活化能大,所以已知两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤。
【分析】(1))①依据盖斯定律分析;
(2)热化学方程式能表示反应的热效应,反应的热效应与物质的状态、物质的量有关;
(3)①依据图中数据和盖斯定律分析;
②根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量;
③反应的速率主要取决于最慢的反应,最慢的反应主要是反应物活化能大。
30.(2021高二上·泾阳期中)随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
H1=akJ/mol
H2=bkJ/mol
则 (用含a、b、c的式子表示)。
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔等,工业制备纯硅的反应为 。若将生成的HCl通入100 mL 1 的NaOH溶液中恰好完全反应,则在此制备纯硅反应过程中吸收的热量为 kJ。
(3)利用焦炉煤气制取甲醇的主要反应原理为 。已知CO中C与O之间为三键连接,表中所列为常见化学键的键能数据:
化学键 C-C C-H H-H C-O C≡O H-O
键能/ 348 414 436 326.8 1072 464
则该反应的 。
(4)恒温恒容条件下,硫可以发生如图转化,其反应过程和能量关系如图所示。
已知:
①写出能表示硫固体的燃烧热的热化学方程式: 。
② 。
【答案】(1)2a+b+2c
(2)6.01
(3)-88.8
(4) ;-78.64
【知识点】反应热和焓变;燃烧热;盖斯定律及其应用;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)将三个热化学方程式依次编号:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l) H1=akJ/mol ①
2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g) H2=bkJ/mol ②
2HI(g)=H2(g)+I2(g) H3=ckJ/mol ③
根据盖斯定律,将①×2+②+③×2得2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) H=(2a+b+2c)kJ/mol;答案为:2a+b+2c。
(2)n(NaOH)=1mol/L×0.1L=0.1mol,根据反应HCl+NaOH=NaCl+H2O,n(HCl)=n(NaOH)=0.1mol,则在此制备纯硅反应过程中吸收的热量为 =6.01kJ;答案为6.01。
(3) H=反应物的总键能-生成物的总键能=1072kJ/mol+2×436kJ/mol-(3×414kJ/mol+326.8kJ/mol+464kJ/mol)=-88.8kJ/mol;答案为-88.8。
(4)①根据图示,表示硫固体的燃烧热的热化学方程式S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-297kJ/mol;答案为S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-297kJ/mol。
②根据图示1molSO2(g)和1molO2(g)反应后得到0.2molSO2(g)、0.6molO2(g)和0.8molSO3(g),反应过程中消耗0.8mol SO2(g)和0.4molO2(g),根据2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) H=-196.6kJ/mol,则 H2=-196.6kJ/mol×0.4=-78.64kJ/mol,答案为-78.64。
【分析】
(1)根据盖斯定律计算;
(2)制备纯硅反应过程中吸收的热量为 =6.01kJ;
(3)根据 H=反应物的总键能-生成物的总键能计算;
(4)①燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;
②根据热量与物质的量成正比分析。
31.(2020高二上·遵化期中)现在和将来的社会,对能源和材料的需求是越来越大,我们学习化学就为了认识物质,创造物质,开发新能源,发展人类的新未来。请解决以下有关能源的问题:
(1)未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于未来新能源标准的是:______
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.⑤⑥⑦⑧
C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
(2)运动会上使用的火炬的燃料一般是丙烷(C3H8),请根据完成下列题目。
①已知11g丙烷(C3H8)在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ,请写出丙烷燃烧热的热化学方程式: ;
②丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯。已知:
C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) △H1=+156.6kJ·mol-1;
CH3CH=CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g) △H2=+32.4kJ·mol-1,则相同条件下,反应C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=
(3)已知:H—H键的键能为436kJ/mol,H—N键的键能为391kJ/mol,根据化学方程式:N2+3H2 2NH3 ΔH=-92.4kJ/mol。
①请计算出N≡N键的键能为 。
②若向处于上述热化学方程式相同温度和体积一定的容器中,通入1molN2和3molH2,充分反应后,恢复原温度时放出的热量 92.4KJ(填大于或小于或等于)。
【答案】(1)B
(2)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ·mol-1;124.2kJ·mol-1
(3)945.6KJ/mol;小于
【知识点】盖斯定律及其应用;使用化石燃料的利弊及新能源的开发;有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)煤、石油、天然气是化石能源,核能不可再生,不是新能源,太阳能、生物质能、风能、氢能资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生,属于新能源,答案:B;(2)①11g丙烷(C3H8)在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ,丙烷的摩尔质量为44g/mol,则1mol丙烷燃烧放出热量为555kJ×4=2220kJ,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量叫该可燃物的燃烧热,所以丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ·mol-1,答案:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ·mol-1;②已知:I.C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) △H1=+156.6kJ·mol-1,II.CH3CH=CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g) △H2=+32.4kJ·mol-1,根据盖斯定律,I-II得C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g),所以△H=△H1-△H2=156.6kJ·mol-1-32.4kJ·mol-1=124.2kJ·mol-1,答案:124.2kJ·mol-1;(3)①设N≡N键的键能是x,由N2+3H2 2NH3 ΔH=-92.4kJ/mol可有x+3×436kJ/mol-2×3×391kJ/mol=-92.4kJ/mol,解得x=945.6KJ/mol,答案:945.6KJ/mol;②N2+3H2 2NH3 ΔH=-92.4kJ/mol意义为1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2mol氨气放出92.4kJ热量,而该反应为可逆反应,1mol氮气与3mol氢气不能完全反应,所以放出热量小于92.4kJ,答案:小于。
【分析】(1)根据新能源标准是无污染、可再生进行选择
(2)①计算出1mol丙烷完全燃烧放出的热量即可②根据盖斯定律计算即可
(3)①根据H=反应物的键能-生成物中的键能即可②可逆反应是不完全反应
32.(2020高二上·汉中期中)按要求回答问题。
(1)依据事实,写出下列反应的热化学方程式:
①2 mol H2与2 mol I2蒸气完全反应时生成碘化氢气体,放出29.8 kJ的热量: 。
②1 g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出akJ的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式: 。
(2)如图所示反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH= kJ mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。
(3)已知热化学方程式:H2(g)+ O2(g) H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol,该反应的活化能为167.2 kJ/mol,则其逆反应的活化能为 kJ/mol。
(4)如图是中和热的测定实验装置。
①从实验装置图看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。
②该实验常用0.50 mol L-1 HCl和0.55 mol L-1 NaOH溶液50 mL。解释NaOH溶液的浓度稍大的原因 。
③做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用 次。
【答案】(1)H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=-14.9 kJ/mol;CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-16a kJ/mol
(2)放热;E2-E1
(3)409.0
(4)环形玻璃搅拌棒;保证HCl完全被中和;3
【知识点】燃烧热;热化学方程式;中和热的测定;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)由题意知,2molH2与2molI2蒸气完全反应时生成碘化氢气体,放出29.8kJ的热量,1molH2与1molI2蒸气完全反应时生成碘化氢气体,放出14.9kJ的热量,故热化学方程式为:H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=-14.9kJ/mol;②1g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出akJ的热量,1mol甲烷的质量为16g,故16g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热16akJ,热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-16akJ/mol;(2)依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量反应放热;在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才能发生化学反应,反应需要能量:反应的焓变=生成物的能量 反应物的能量,即ΔH=(E2-E1)kJ/mol;(3)反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量,依据图象能量关系可知,逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变;H2(g)+ O2(g) H2O(g) ΔH=-241.8kJ/mol,该反应的活化能为167.2kJ/mol,则其逆反应的活化能=167.2 kJ/mol+241.8 kJ/mol=409.0kJ/mol;(4)①根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器为环形玻璃搅拌棒;②NaOH溶液的浓度大于盐酸的浓度,使盐酸完全中和,从而用盐酸的物质的量计算生成水的物质的量,进而计算中和热;③中和热的测定中,需要测出反应前酸溶液的温度,测反应前碱溶液的温度,混合反应后测最高温度,所以总共需要测量3次。
【分析】 (1)①2molH2与2molI2蒸汽完全反应时,生成4molHI气体, 放出29.8 kJ的热量 ,则1mol氢气与1mol碘蒸气反应生成2molHI放热14.9kJ;
②燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧放出的热量,结合物质的凝聚状态书写热化学方程式;
(2)若反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,则该反应为放热反应,反之相反;焓变△H=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量;
(3)焓变△H=正反应的活化能-逆反应的活化能;
(4)①根据量热器的构造分析缺少的一种玻璃仪器;
②发生反应时,一种反应物过量,则另一种反应物完全反应;
③中和热的测定中,需要测出反应前酸溶液的温度,测反应前碱溶液的温度,混合反应后测最高温度。
33.(2020高二上·农安期中)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+ O2(g)═H2O(l) △H=﹣285.8kJ mol﹣1
②H2(g)+ O2(g)═H2O(g) △H=﹣241.8kJ mol﹣1
③C(s)+ O2(g)═CO(g) △H=﹣110.5kJ mol﹣1
④CO2(g)═C(s)+O2(g) △H=+393.5kJ mol﹣1
回答下列各问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是 。
(2)H2的燃烧热为 ;C的燃烧热为 。
(3)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 。
(4)CO燃烧热的热化学方程式为 。
【答案】(1)①②③
(2)285.8kJ mol﹣1;393.5kJ mol﹣1
(3)1429kJ
(4)CO(g)+ O2(g)═CO2(g), H=﹣283kJ mol﹣1
【知识点】吸热反应和放热反应;反应热和焓变;燃烧热;热化学方程式;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)热化学方程式中△H为负值的反应为放热反应,△H为正值的为吸热反应,则可以看出以上反应①②③均为放热反应,④属于吸热反应,故答案为①②③;(2)由①热化学方程式可知,完全燃烧1mol氢气生成液体水放出的热量为:285.8kJ,即氢气的燃烧热为:285.8kJ mol﹣1;根据反应④可知,完全燃烧1molC生成CO2所放出的热量等于393.5kJ,则C的燃烧热为393.5kJ mol﹣1,故答案为285.8kJ mol﹣1;393.5kJ mol﹣1;(3)由①热化学方程式可知,完全燃烧1mol氢气生成液体水放出的热量为:285.8kJ,燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 =1429 kJ,故答案为1429 kJ;(4)已知③C(s)+ O2(g)═CO(g)△H=﹣110.5kJ mol﹣1
④CO2(g)═C(s)+O2(g)△H=+393.5kJ mol﹣1,
把方程式-(④+③)得:CO(g)+ O2(g)═CO2(g)△H= -(+393.5kJ mol﹣1﹣110.5kJ mol﹣1)=﹣283 kJ mol﹣1,故答案为CO(g)+ O2(g)═CO2(g) △H=﹣283 kJ mol﹣1。
【分析】 (1)放热反应焓变小于零,吸热反应焓变大于零;
(2)在25摄氏度,101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热;
(3)依据热化学方程式①计算;
(4)结合方程式③④,用盖斯定律计算。
34.(2018高二上·临泽期中)
(1)在101 kPa时,H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,表示H2燃烧热的热化学方程式为 。
(2)1.00 L 1.00 mol·L-1硫酸与2.00L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,该反应的中和热为表示其中和热的热化学方程式为 。
(3)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649. 5 kJ热量,其热化学方程式为 ;又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。
【答案】(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
(2)1/2 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
(3)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1;1 016.5
【知识点】有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1) 燃烧热是指在101 kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热。由已知在101 kPa时,2molH2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,所以H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+1/2O2(g) =H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
故答案为:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。(2)中和反应的反应热以生成1mol液态H2O为标准,而1.00 L 1.00 mol·L-1硫酸与2.00L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液反应生成2mol液态H2O放出114.6 kJ的热量。中和热化学方程式为1/2 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
故答案为:1/2 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 。(3)1molB2H6(g)完全燃烧,生成液态水放出的热量为649. 5 kJ /0.3 mol=2165kJ ,因此热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1。若反应生成的3molH2O(l)全部转化为气态水,则需吸收热量44 kJ·mol-1 kJ,11.2L(标准状况)乙硼烷为0.5mol,则0.5mol B2H6(g)完全燃烧生成气态水时放出的热量为(2 165 - ) 0.5/1= 1 016.5kJ。
故答案为:B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1 、 1 016.5。
【分析】(1)结合题意,转化成1mol氢气的热量变化;
(2)注意中和热强调1mol水;
(3)结合题意写出热化学方程式,注明物质状态,设计反应过程。
三、题目
35.(2019高二下·安平期末)汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx和CO的排放。
(1)Ⅰ.已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566.0 kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)
ΔH2=+180.5 kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)
ΔH3=-116.5 kJ·mol-1
CO的燃烧热为 。
(2)若1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量,则1
mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 。
(3)Ⅱ.利用水煤气合成二甲醚的总反应为:
3CO(g)+3H2(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=-246.4 kJ·mol-1
它可以分为两步,反应分别如下:
①2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1=-205.1
kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2= 。
(4)已知CH3OCH3(g)的燃烧热为1455
kJ·mol-1,写出表示其燃烧热的热化学方程式: 。若二甲醚燃烧生成的CO2恰好能被100 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液吸收生成Na2CO3,则燃烧过程中放出的热量为 。
【答案】(1)283.0 kJ·mol-1
(2)631.75 kJ
(3)-41.3 kJ·mol-1
(4)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH1=-1455 kJ·mol-1;7.275 kJ
【知识点】吸热反应和放热反应;热化学方程式;有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】Ⅰ. (1)由①2CO(g)+O2(g) =2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·mol 1可知,2mol CO完全燃烧放出566.0kJ的热量,所以1mol CO完全燃烧放出283kJ的热量,所以CO的燃烧热为283kJ·mol 1;(2)若1mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量,设1mol NO(g) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ,由②N2(g)+O2(g)= 2NO(g) ΔH=946kJ·mol-1+498 kJ·mol-1 -2x kJ·mol-1=+180.5 kJ·mol-1,解之得x=631.75,所以1mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为631.75 kJ;Ⅱ.(3)①已知:Ⅰ.3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g);△H=-246.4kJ mol-1
Ⅱ.4H2(g)+2CO(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g),△H1=-205.1kJ mol-1
根据盖斯定律,Ⅰ-Ⅱ可得:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),则△H2=△H-△H1=-246.4kJ mol-1-(-205.1kJ mol-1)=-41.3kJ mol-1;(4)已知CH3OCH3(g)的燃烧热为1455 kJ·mol-1,则表示其燃烧热的热化学方程式为:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH1=-1455 kJ·mol-1;100 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液中含氢氧化钠0.02mol,若二甲醚燃烧生成的CO2恰好能被100 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液吸收生成Na2CO3,消耗二氧化碳0.01mol,则燃烧过程中放出的热量为1455 kJ/mol 0.005mol=7.275 kJ。
【分析】(1)燃烧热:在101 kPa时,1 mol物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量;
(2)热化学方程式书写要标明物质的状态:固体(s)、液体(l)、气体(g);
(3)热化学方程式的焓变单位为 kJ·mol-1 。
2023年高考真题变式分类汇编:有关燃烧热的计算
一、选择题
1.(2020·浙江)下列说法错误的是( )
A.相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧,放出的热量依次增加
B.油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
C.根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花
D.淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物
2.(2021·宁波模拟)高温时甲烷与水蒸气重整制合成气反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.1 kJ/mo1,其反应的能量变化如图所示。
已知:①H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ/mo1
②H2(g)的标准燃烧热△H= - 285.8kJ/mol
CO(g)的标准燃烧热△H= -283.0 kJ/mol
下列有关叙述中错误的是( )
A.从热量上看,甲烷重整制合成气再燃烧与直接燃烧相比,将得不偿失
B.CH4(g)的标准燃烧热△H=- 890.3 kJ/mo1
C.H2(g)+ O2(g)=H2O(1) △H=- 285.8 kJ/mol
D.选用合适的催化剂,E2 和E1均减小,反应速率加快
3.(2022高二上·荆州期末)热值(calorific vlue)又称卡值或发热量,燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值。已知几种可燃物的燃烧热如下表所示:
可燃物
燃烧热
热值最高的是
A. B.
C. D.
4.(2022高二下·湖州期末)某有机物X6.0g在足量氧气中完全燃烧,生成8.8gCO2和3.6g水。下列说法错误的是( )
A.X分子中一定含有氧元素
B.X的分子式可能为CH2O
C.若X为最简单的醛糖,则X分子中至少有6个碳原子
D.若X与乙醇、乙酸都能发生酯化反应,则X分子中至少有3个碳原子
5.(2022高二下·抚州期末)实验室常用燃烧法分析有机物的组成与结构。某化合物样品在足量O2中充分燃烧,生成物只有CO2和H2O。燃烧产物依次经过浓硫酸和碱石灰充分吸收,浓硫酸和碱石灰依次增重7.2g和17.6g。有关该物质的组成和结构推测不合理的是( )
A.该物质可能是烃类化合物 B.该物质结构中可能含C=C
C.该物质结构中可能含苯环 D.该物质结构中可能含羧基
6.(2021高二上·百色期末)已知25℃、101 kPa时,
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol;
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/mol;
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol;
下列判断错误的是( )
A.6 g碳完全燃烧时放出热量196.75 kJ
B.反应②可以自发进行
C.H2的燃烧热ΔH= -241.8 kJ/mol
D.制备水煤气的热化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol
7.(2021高二上·石家庄期末)完全燃烧1.00g某脂肪烃,生成和。质谱法测得其相对分子质量为100。下列说法错误的是( )
A.该脂肪烃属于烷烃,其分子式为
B.该脂肪烃能发生取代反应,不能发生加成反应
C.该脂肪烃主链有4个碳原子的结构有2种
D.该脂肪烃主链有5个碳原子的结构有5种
8.(2021高二下·深圳期末)石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是( )
A.石墨的燃烧热为
B.反应C(s,石墨)在任何温度下均能自发进行
C.由图可知:
D.已知C(s,金刚石)=C(s,石墨),则金刚石比石墨稳定
9.(2020高二上·白山期末)已知:① ,② ,下列有关说法正确的是( )
A.甲醇的燃烧热
B.若反应②中水为气态,则同样条件下的反应热:
C.向含 的溶液中加入一定体积 的醋酸,反应中的热量变化如图所示
D.
10.(2020高一下·七台河期末)实验测得H2和C3H8的标准燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1和2220 kJ·mol-1,将 H2和C3H8的混合气体1mol完全燃烧生成CO2和液态水时放出1252.5kJ的热量,则混合气体中H2和C3H8的体积之比是( )
A.2:1 B.1:1 C.1:2 D.1:4
11.(2020高二上·麻江期末)已知葡萄糖的燃烧热是 -2804 kJ/mol,当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是( )
A.26.0 kJ B.51.9 kJ
C.155.8 kJ D.467.3 kJ
12.(2019高二上·武邑月考)肼(H2N—NH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N键为942、O=O键为500、N—N键为154,则断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是( )
A.194 B.391 C.516 D.658
13.(2019高二下·安平期末)下列各组物质的燃烧热相等的是( )
A.碳和二氧化碳
B.1mol碳和3mol碳
C.3mol乙炔(C2H2)和1mol苯(C6H6)
D.天然气和酒精
14.(2019高二下·安平期末)对于:2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) △H =-5800kJ/mol的叙述错误的是( )
A.该反应的反应热为△H=-5800kJ/mol,是放热反应
B.该反应的△H与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C.该式的含义为:25℃、101kPa下,2mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ
D.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为5800kJ/mol
15.(2019高二下·安平期末)在36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占 体积,CO2占 体积。且有:
C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是( )
A.172.5 kJ B.1 149 kJ C.283 kJ D.517.5 kJ
16.(2018高二下·巨鹿期末)已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol;
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),△H=-57.3kJ/mol。
下列结论正确的是()
A.反应①的反应热为221kJ
B.碳的燃烧热为△H=-221kJ/mol
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为△H=-57.3kJ/mol
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量
17.(2022高二上·辽宁月考)已知:①
②
③
④
下列说法正确的是( )
A.的燃烧热为
B.
C.相同质量的和完全燃烧,放出的热量多
D. ,理论上可利用该反应设计成原电池
18.(2022高二下·泾阳期中)下列关于分子组成为的烷烃、烯烃、炔烃的说法正确的是( )
A.当x≤4时,常温常压下不一定均为气体
B.燃烧时,火焰均为明亮火焰,并伴有黑烟
C.当x<10,y=2x+2时,的一氯代物只有一种的烃有4种
D.分别完全燃烧1mol时,消耗氧气为
19.(2022高二下·沈阳期中)下列各项中的两种物质不论以何种比例混合,只要混合物的总物质的量一定,则完全燃烧消耗的质量保持不变的是
A.、 B.、
C.、 D.、
20.(2021高二上·安徽期中)一定条件下,2.24L(标准状况)CO与O2的混合气体燃烧时,放出11.32kJ的热量,反应后恢复至标准状况,产物的密度为原来气体密度的1.25倍,则CO的燃烧热的数值为( )
A.283 B.1132 C.141.5 D.566
21.(2020高二上·金台期中)已知: C(s)+ O2(g) =CO(g) ΔH=-110.35 kJ·mol-1 CO(g)+O2(g) = CO2(g) ΔH=-282.57 kJ·mol-1。若6 g 碳不完全燃烧所得产物中,CO与CO2的体积比为2∶3,则与6 g碳完全燃烧相比,此不完全燃烧损失的热量为 ( )
A.56.51 kJ B.110.35 kJ C.196.46 kJ D.282.57 kJ
二、非选择题
22.(2021高二下·乐山期末)请利用相关化学知识回答下列问题:
(1)4.0g硫粉在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出热量,则硫的燃烧热为 。
(2)味精的主要成分是谷氨酸形成的钠盐——谷氨酸钠,已知谷氨酸是一种弱酸,则味精溶于水后溶液显 性。
(3)泡沫灭火器可以用于扑灭以下物品中 的初期着火。
a.金属镁 b.家用电器 c.纸张 d.植物油
(4)炒菜用的铁锅若未及时洗净(残液中含有),便会因腐蚀而出现红褐色锈斑,此条件下铁锅锈蚀时正极的电极反应为 。
(5)还原沉淀法是处理工业废水中的常用方法,流程如下图所示,其中“转化”步骤时,溶液颜色变化为 ,“还原”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
23.(2021高一下·九江期末)氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
(1)氢气燃烧热值高。实验测得在常温常压下, 完全燃烧生成液态水,放出 热量。则 (标准状况) 在上述条件下完全燃烧释放的热能是 。
(2)氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。工作示意图如图。 极是 极(填“正”或“负”), 极发生反应 (填“氧化”或“还原”)。
(3)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的化学方程式为:
①在恒温恒容下,下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (选填字母序号)。
a.容器内压强不再发生变化
b. 的体积分数不再发生变化
c.容器内气体原子总数不再发生变化
d.相同时间内消耗 的同时消耗
②一定温度,向容积为 的容器中加入一定量 和 , 后生成 ,则用 表示该反应的速率是 。
24.(2020高二上·秦皇岛期末)由Zn—Cu—H2SO4组成的原电池,工作一段时间后,锌片的质量减少了6.5g。求:
(1)原电池的 极生成氢气 L(标准状况);
(2)已知:1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ的热量。将(1)中获得的氢气燃烧,可以得到 kJ的热量;
(3)若将电解质溶液改为硫酸铜溶液,当电池输出相同的电量时,电池两极的质量差为 。
25.(2020高二下·云浮期末)2020 年东京奥运会火炬传递的火炬样式将采用樱花形状。奥运会火炬常用的燃料为丙烷、丁烷等。
已知:丙烷的燃烧热△H1=-2220 kJ/mol;正丁烷的燃烧热△H2= -2878 kJ/mol,异丁烷的燃烧热△H3=-2869.6 kJ/mol。
(1)写出丙烷燃烧的热化学方程式 。
(2)下列有关说法错误的是_____(填序号)。
A.奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
C.正丁烷比异丁烷稳定
(3)已知A气体的燃烧热为300 kJ/mo1,B气体的燃烧热为500 kJ/mol。现有6 mol 由A和B组成的混合气体,完全燃烧放出的热量是 2000 kJ,则该混合气体中气体 A和气体 B的物质的量之比是 。
(4)1 molH2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量。已知单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,则氢气的热值是 kJ/g。
26.(2018高一下·汉川期末)从煤和石油中可以提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B是一种比水轻的油状液态烃,0.1 mol该烃在足量的氧气中完全燃烧,生成0.6 mol CO2和0.3 molH2O;回答下列问题:
(1)A的电子式 ,B的结构简式 。
(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式: ,反应类型: 。
(3)在碘水中加入B物质的现象: 。
(4)B与浓硫酸和浓硝酸在50~60℃反应的化学反应方程式: ,反应类型: 。
(5)等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量__(填“A>B”、“A<B”或“A=B”)。
27.(2018高一下·安徽期末)
(1)Ⅰ.消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:
B.①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-565 kJ·mol-1
ΔH1= 。
(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式: 。
(3)Ⅱ. SO2、CO、NOx是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。请回答下列问题:
已知25℃、101 kPa时:
①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1
③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 。
(4)若反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1,根据下表数据求x= kJ·mol-1。
化学键 H—H O=O O—H
断开1 mol化学 键所需的能量/kJ 436 x 463
28.(2023高一下·云南期中)完成下列问题。
(1)下列变化中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。(填标号)
①氧化钙与水反应;②石灰石在高温下的分解反应;③酸碱中和反应;④二氧化碳通过炽热的炭发生的反应;⑤食物因氧化而腐败发生的反应;⑥与的反应;⑦干冰汽化。
(2)为探究固体M溶于水的热效应,选择如图所示装置进行实验(反应在甲中进行)。观察到烧杯里产生气泡,则M溶于水 (填“一定”或“可能”)是放热反应。
(3)2022年2月18日,“美丽中国·绿色冬奥”专场新闻发布会在北京新闻中心举行。发展碳捕集与利用的技术,将CO2转化为高附加值的化学品,实现CO2资源化利用,是一项重要的碳减排技术。CO2加氢(RWGS)制合成气(CO)
RWGS反应: 反应ⅰ
副反应: 反应ⅱ
①已知:
则 。
②混合动力汽车所用的燃料之一是乙醇,lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量,写出乙醇燃烧的燃烧热的热化学方程式 。
29.(2022高二上·泗水期中)研究含碳、氮的物质间转化的热效应,在日常生活与工业生产中均有很重要的意义。
(1)已知:H2O(l)= H2O(g) △H= +44.0kJ·mol-1,甲烷完全燃烧与不完全燃烧的热效应如下图所示。
①写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式: 。
②CO的燃烧热△H= kJ·mol-1。
(2)已知拆开1 molH-H、1 molN-H、1 mol N ≡N化学键需要的能量分别是436 kJ、391kJ、946kJ, 则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
(3)以NH3、CO2为原料生产尿素[CONH2)2]的反应历程与能量变化示意图如下。
①第一步反应的热化学方程式为 。
②第二步反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
③从图象分析决定生产尿素的总反应的反应速率的步骤是第 步反应。
30.(2021高二上·泾阳期中)随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
H1=akJ/mol
H2=bkJ/mol
则 (用含a、b、c的式子表示)。
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔等,工业制备纯硅的反应为 。若将生成的HCl通入100 mL 1 的NaOH溶液中恰好完全反应,则在此制备纯硅反应过程中吸收的热量为 kJ。
(3)利用焦炉煤气制取甲醇的主要反应原理为 。已知CO中C与O之间为三键连接,表中所列为常见化学键的键能数据:
化学键 C-C C-H H-H C-O C≡O H-O
键能/ 348 414 436 326.8 1072 464
则该反应的 。
(4)恒温恒容条件下,硫可以发生如图转化,其反应过程和能量关系如图所示。
已知:
①写出能表示硫固体的燃烧热的热化学方程式: 。
② 。
31.(2020高二上·遵化期中)现在和将来的社会,对能源和材料的需求是越来越大,我们学习化学就为了认识物质,创造物质,开发新能源,发展人类的新未来。请解决以下有关能源的问题:
(1)未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于未来新能源标准的是:______
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.⑤⑥⑦⑧
C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
(2)运动会上使用的火炬的燃料一般是丙烷(C3H8),请根据完成下列题目。
①已知11g丙烷(C3H8)在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ,请写出丙烷燃烧热的热化学方程式: ;
②丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯。已知:
C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) △H1=+156.6kJ·mol-1;
CH3CH=CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g) △H2=+32.4kJ·mol-1,则相同条件下,反应C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=
(3)已知:H—H键的键能为436kJ/mol,H—N键的键能为391kJ/mol,根据化学方程式:N2+3H2 2NH3 ΔH=-92.4kJ/mol。
①请计算出N≡N键的键能为 。
②若向处于上述热化学方程式相同温度和体积一定的容器中,通入1molN2和3molH2,充分反应后,恢复原温度时放出的热量 92.4KJ(填大于或小于或等于)。
32.(2020高二上·汉中期中)按要求回答问题。
(1)依据事实,写出下列反应的热化学方程式:
①2 mol H2与2 mol I2蒸气完全反应时生成碘化氢气体,放出29.8 kJ的热量: 。
②1 g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出akJ的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式: 。
(2)如图所示反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH= kJ mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。
(3)已知热化学方程式:H2(g)+ O2(g) H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol,该反应的活化能为167.2 kJ/mol,则其逆反应的活化能为 kJ/mol。
(4)如图是中和热的测定实验装置。
①从实验装置图看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。
②该实验常用0.50 mol L-1 HCl和0.55 mol L-1 NaOH溶液50 mL。解释NaOH溶液的浓度稍大的原因 。
③做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用 次。
33.(2020高二上·农安期中)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+ O2(g)═H2O(l) △H=﹣285.8kJ mol﹣1
②H2(g)+ O2(g)═H2O(g) △H=﹣241.8kJ mol﹣1
③C(s)+ O2(g)═CO(g) △H=﹣110.5kJ mol﹣1
④CO2(g)═C(s)+O2(g) △H=+393.5kJ mol﹣1
回答下列各问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是 。
(2)H2的燃烧热为 ;C的燃烧热为 。
(3)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 。
(4)CO燃烧热的热化学方程式为 。
34.(2018高二上·临泽期中)
(1)在101 kPa时,H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,表示H2燃烧热的热化学方程式为 。
(2)1.00 L 1.00 mol·L-1硫酸与2.00L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液完全反应,放出114.6 kJ的热量,该反应的中和热为表示其中和热的热化学方程式为 。
(3)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649. 5 kJ热量,其热化学方程式为 ;又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。
三、题目
35.(2019高二下·安平期末)汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx和CO的排放。
(1)Ⅰ.已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566.0 kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)
ΔH2=+180.5 kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)
ΔH3=-116.5 kJ·mol-1
CO的燃烧热为 。
(2)若1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量,则1
mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 。
(3)Ⅱ.利用水煤气合成二甲醚的总反应为:
3CO(g)+3H2(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=-246.4 kJ·mol-1
它可以分为两步,反应分别如下:
①2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1=-205.1
kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2= 。
(4)已知CH3OCH3(g)的燃烧热为1455
kJ·mol-1,写出表示其燃烧热的热化学方程式: 。若二甲醚燃烧生成的CO2恰好能被100 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液吸收生成Na2CO3,则燃烧过程中放出的热量为 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】生活中的有机化合物;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.由于等质量的物质燃烧放出的热量主要取决于其含氢量的大小,而甲烷、汽油、氢气中H的百分含量大小顺序为:汽油<甲烷<氢气,故等质量的它们放出热量的多少顺序为:汽油<甲烷<氢气,A符合题意;
B.油脂在碱性条件下发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸盐,高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,B不符合题意;
C.蚕丝主要成分是蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味,而棉花则属于纤维素,灼烧时则基本没有气味,C不符合题意;
D.高分子通常是指相对分子质量在几千甚至上万的分子,淀粉、纤维素和蛋白质均属于天然高分子化合物,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据含氢量的大小进行比较;
B.油脂在碱性条件下发生水解为皂化反应,可以用来制造肥皂;
C.蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味;
D.淀粉、纤维素和蛋白质均属于天然高分子化合物,另外还有很多的人工合成的高分子。
2.【答案】A
【知识点】催化剂;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A. ①H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ/mo1,②H2(g)的标准燃烧热△H= - 285.8kJ/mol,H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H= - 285.8kJ/mol;③CO(g)的标准燃烧热△H= -283.0 kJ/mol,CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H= -283.0 kJ/mol,④CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.1 kJ/mo1,-①+②×3+③+④得直接燃烧放出热量,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=44.0 kJ/mo1 - 285.8kJ/mol×3 -283.0 kJ/mol+206.1 kJ/mo1=- 890.3 kJ/mo1 ,合成气燃烧放热: - 285.8kJ/mol×3 -283.0 kJ/mol=-1140.4 kJ/mol,从热量上看,甲烷重整制合成气再燃烧与直接燃烧相比,直接燃烧放热少,放出的热量小,合成气生产过程中吸收能量,变成合成气燃烧放出的热量多,故A符合题意;
B. 由A可知,CH4(g)的标准燃烧热△H=- 890.3 kJ/mo1,故B不符合题意;
C. 由氢气的标准燃烧热可知:H2(g)+ O2(g)=H2O(1) △H=- 285.8 kJ/mol,故C不符合题意;
D. 选用合适的催化剂,正反应和逆反应的活化能E2 和E1均减小,反应速率加快,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.考查的是盖斯定律的综合应用
B.根据盖斯定律计算出甲烷的标准燃烧热
C.考查的燃烧热方程式的书写
D.活化能减小,速率加快
3.【答案】A
【知识点】燃烧热;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】根据燃料的热值以及燃烧热的定级,计算1g可燃物完全燃烧放出热量。
甲烷的热值为,
同理,液态甲醇的热值,
液态乙醇的热值,
丙烷的热值;
热值最大的是甲烷;
选项A符合题意;
故答案为:A。
【分析】结合题干信息,可以知道应该以1kg燃料完全燃烧放出的热量对比,而燃烧热则是以1mol可燃物完全燃烧的数值,因此应该先将各种物质的物质的量转化为质量进行判断。
4.【答案】C
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.6.0g有机物X燃烧生成8.8g CO2和3.6g水,物质的量分别为0.2mol和0.2mol,则6.0g有机物X含有0.2mol C和0.4mol H,则6.0g有机物X含有O的质量为6.0g-0.2mol×12g/mol-0.4mol×1g/mol=3.2g,即X分子中一定含有氧元素,A不符合题意;
B.6.0g有机物X含有O的质量为3.2g,则O的物质的量为0.2mol,即6.0g有机物X含有0.2mol C、0.4mol H和0.2mol O,则X的最简式为CH2O,分子式可能为CH2O,B不符合题意;
C.若X为最简单的醛糖,则X为甘油醛(),分子中有3个碳原子,C符合题意;
D.若X与乙醇、乙酸都能发生酯化反应,则X既含有羟基,又含有羧基,则X分子中至少含有3个氧原子,由于X的最简式为CH2O,所以X分子中至少含有3个碳原子,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 X6.0g在足量氧气中完全燃烧,生成8.8gCO2和3.6g水 ,分别算出C和H的物质的量,利用质量守恒确定含有O,从而计算C:H:O=1:2:1,确定最简式为CH2O,分子式为(CH2O)n
5.【答案】C
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.由分析可知:碳氢原子个数之比是0.4mol:0.8mol=1:2,该物质可能是烯烃,属于烃类化合物,故A合理;
B.由A选项可知,结构中可能含有含C=C,故B合理;
C. 由分析可知:碳氢原子个数之比是0.4mol:0.8mol=1:2,不可能含有苯环,故C不合理;
D. 由分析可知:碳氢原子个数之比是0.4mol:0.8mol=1:2,可能属于饱和一元羧酸,羧酸含有羧基,故D合理;
故答案为:C。
【分析】利用燃烧产生 CO2和H2O的质量,计算C和H元素的物质的量和质量,判断是否含有O元素,最后确定C和H之比为1:2,最简式为CH2,分子式为(CH2)n,根据n值不同,可能为不同物质。但是不符合芳香烃的通式。
6.【答案】C
【知识点】燃烧热;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.根据①可知1 mol(即12 g) C完全燃烧放出热量是393.5 kJ,则6 g碳完全燃烧时放出热量Q==196.75 kJ,A不符合题意;
B.反应②的正反应是气体体积扩大的放热反应,ΔH<0,ΔS>0,则体系的自由能ΔG=ΔH-TΔS<0可自发进行,B不符合题意;
C.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出是热量,H2O的稳定状态是液态,不是气态,物质由气态转化为液态时会放出热量,故H2的燃烧热ΔH<-241.8 kJ/mol,C符合题意;
D.已知②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/mol;③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,根据盖斯定律,将[②-③]×,整理可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ/mol,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据反应热与计量系数;
B.依据ΔG=ΔH-TΔS<0可自发进行判断;
C.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出是热量;
D.根据盖斯定律。
7.【答案】C
【知识点】取代反应;有关燃烧热的计算;烷烃
【解析】【解答】A.完全燃烧1.00g某脂肪烃,生成和,质谱法测得其相对分子质量为100,其中脂肪烃的物质的量是0.01mol,二氧化碳的物质的量是3.08g÷44g/mol=0.07mol,水的物质的量是1.44g÷18g/mol=0.08mol,根据C、H原子守恒可知脂肪烃中碳原子和氢原子个数分别是7、16,所以该脂肪烃的分子式为,因此属于烷烃,A不符合题意;
B.该脂肪烃属于烷烃,能发生取代反应,不能发生加成反应,B不符合题意;
C.该脂肪烃主链有4个碳原子,说明支链只能是3个甲基,结构只有1种,C符合题意;
D.该脂肪烃主链有5个碳原子,则其支链可以是1个乙基,此时乙基只能和3号碳原子相连,或是2个甲基,2个甲基可以是相邻、相对或相间,相对时有2种结构,因此结构有5种,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据燃烧产生的二氧化碳和水,求出C:H=7:16,结合相对分子质量等于100,可以得到分子式为C7H16,属于烷烃,能够发生取代反应,不能发生加成反应。
C.在书写烷烃同分异构体是,采用减碳法进行书写,注意主链对称,确保不重复。
8.【答案】C
【知识点】燃烧热;热化学方程式;化学方程式的有关计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.燃烧热是101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,碳元素的稳定产物:C→CO2(g),据此得石墨的燃烧热为,A不符合题意;
B.由图知:反应I: C (s石墨)+O2(g)→COΔH1=-110.5kJ mol-1,反应II:C (s石墨)+O2(g)→CO2ΔH2=-393.5kJ mol-1,根据盖斯定律反应II 反应I得到反应Ⅲ:CO (g)+O2(g)→CO2ΔH3=ΔH1-ΔH2=-283.0kJ mol-1,根据盖斯定律反应II 2×反应Ⅲ得到反应:反应C(s,石墨),ΔH=ΔH1-2ΔH3=+455.5kJ mol-1,该反应的△H>0,△S>0,常温下不能自发进行,在高温下能自发进行, B不符合题意;
C.结合选项C可知: ,C符合题意;
D. 已知C(s,金刚石)=C(s,石墨),则金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,则金刚石不如石墨稳定, D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、 石墨的完全燃烧生成的是二氧化碳;
B、常温下不能自发进行;
C、根据C (s石墨)+O2(g)→COΔH1=-110.5kJ mol-1和C (s石墨)+O2(g)→CO2ΔH2=-393.5kJ mol-1可以算出答案,注意反应系数;
D、能量越低越稳定,金刚石能量高于石墨。
9.【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.由反应 ,2mol甲醇完全燃烧,生成2mol液态水,放热1453kJ,则甲醇的燃烧热 ,A符合题意;
B.气态水转化为液态水,放出热量,所以若反应②中水为气态,则同样条件下的反应热: ,B不符合题意;
C.由于醋酸是弱酸,电离时吸收热量,向含 的溶液中加入一定体积 的醋酸,NaOH不一定完全反应,则放出的热量一定小于5.73kJ,C不符合题意;
D.因为一水合氨为弱碱,电离时吸收热量,所以 ,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物而放出的热量;
B.气态水转化为液态水,放出热量;
C.由于醋酸是弱酸,电离时吸收热量,中和时放出的热量一定小于5.73kJ;
D.因为一水合氨为弱碱,电离时吸收热量;
10.【答案】B
【知识点】有关混合物反应的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】设混合气体中H2的物质的量为n,则C3H8的物质的量为1mol-n,根据题意,列方程为:285.8 kJ·mol-1×n+2220 kJ·mol-1×(1mol-n)= 1252.5kJ,解得n=0.5mol,则H2和C3H8分别为0.5mol,所以混合气体中H2和C3H8的体积之比是1:1;
故答案为:B。
【分析】分别设混合气体中H2的物质的量为n,则C3H8的物质的量为1mol-n,根据题意,列方程为:285.8 kJ·mol-1×n+2220 kJ·mol-1×(1mol-n)= 1252.5kJ,最后根据物质的量之比等于气体体积之比即可求解。
11.【答案】A
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】葡萄糖燃烧的热化学方程式是C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2804kJ·mol-1
据此建立关系式
6H2O ~ ΔH
6×18 g 2804 kJ
1 g x
解得x= =26.0kJ,
故答案为:A。
【分析】根据热化学方程式计量数之间的关系进行求解。
12.【答案】B
【知识点】反应热和焓变;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),△H3=2752 kJ/mol-534 kJ/mol=2218 kJ/mol,化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值,旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,设断裂1 mol N―H键所需的能量为X,旧键断裂吸收的能量:154+4X+500=2218,解得X=391,
故答案为:B
【分析】根据图像计算反应的焓变,然后根据反应物键能总和与生成物键能总和之差等于焓变计算氮氢键的键能即可。
13.【答案】B
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.二氧化碳是稳定的氧化物,不能燃烧,不考虑燃烧热问题,故A不符合题意;
B.燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,与量的多少无关,可燃物相同,该组物质的燃烧热相等,故B符合题意;
C.乙炔和苯是不同的物质,物质不同,具有不同的能量,燃烧热不相等,故C不符合题意;
D.天然气和酒精是不同的物质,物质不同,具有不同的能量,燃烧热不相等,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】燃烧热:在101 kPa时,1 mol物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
14.【答案】D
【知识点】反应热和焓变;有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.该反应的 H=-5800kJ/mol<0,反应为放热反应,A项不符合题意;
B.物质的状态不同,物质具有的能量不同,热化学方程式中化学计量数代表物质的量,反应的 H与各物质的状态有关,与化学计量数有关,B项不符合题意;
C.该热化学方程式的含义为:25℃、101kPa下,2molC4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800kJ,C项不符合题意;
D.燃烧热是指完全燃烧1mol可燃物生成稳定产物时候所放出的热量,由此可知丁烷的燃烧热为2900kJ/mol,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】燃烧热:在101 kPa时,1 mol物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
15.【答案】C
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】方法一:36 g碳完全燃烧生成3molCO2(g)放热Q1=(110.5+283)kJ·mol-1×3mol=1180.5kJ,题中36 g不完全燃烧生成1molCO(g)、2molCO2(g)放热Q2=110.5kJ·mol-1×3mol+283kJ·mol-1×2mol=897.5kJ,则损失热量Q1-Q2=1180.5kJ-897.5kJ=283 kJ。
方法二:根据盖斯定律,损失热量就是不完全燃烧的产物完全燃烧放出的热量,即1molCO(g)完全燃烧放出的热量283 kJ。
故答案为:C。
【分析】根据热化学方程式进行简单计算。
16.【答案】C
【知识点】中和热;有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A、反应热包含符号,①的反应热为221kJ/mol,A不符合题意;
B、燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,由反应①可知,2mol碳燃烧生成CO放出的热量为221kJ,碳完全燃烧生成的是CO2,所以碳的燃烧热不是221kJ/mol,B不符合题意;
C、中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量,中和热为放热反应,中和热为57.3kJ/mol,稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ/mol,C符合题意;
D、醋酸是弱电解质,电离吸收能量,稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出的热量小于57.3kJ,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、①的反应热为-221kJ/mol;
B、燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量;
C、中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量,中和热为放热反应,中和热为57.3kJ/mol;
D、醋酸是弱电解质,电离吸收能量。
17.【答案】C
【知识点】燃烧热;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.燃烧热是1 mol纯净物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,由已知热化学方程式可知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ mol-1,A不符合题意;
B.由③可知,强酸与强碱反应产生可溶性盐和1 mol H2O时放出热量是57.3 kJ,硫酸与Ba(OH)2发生反应,除产生水外,Ba2+与反应产生BaSO4时也会放出热量,所以该反应发生,产生1 mol H2O放出热量比57.3 kJ多,即反应热△H<-57.3kJ mol-1,B不符合题意;
C.根据①可知1 g H2(g)完全燃烧放出热量为Q1=,根据②可知1 g CH3OH(l)完全燃烧放出热量为Q2=,故当两种燃料的质量相等时,H2(g)放出的热量更多,C符合题意;
D.理论上,自发的氧化还原反应能设计成原电池,反应CaO+H2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应,因此不能设计成原电池,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.燃烧热是101kP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热;
B.Ba2+与反应产生BaSO4时也会放出热量;
C.根据已知热化学方程式计算;
D.依据自发的氧化还原反应能设计成原电池,该反应不是氧化还原反应。
18.【答案】C
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.烷烃、烯烃和炔烃中,碳原子数目≤4时,常温下都是气体,A不符合题意;
B.甲烷燃烧时,没有黑烟,含碳量较大时,才有黑烟,B不符合题意;
C.当x<10,y=2x+2时,为烷烃,CxHy的一氯代物只有一种的烃,分子中氢原子为等效氢,有CH4、CH3CH3、(CH3)4C、(CH3)3C-C(CH3)3,CxHy的一氯代物只有一种的烃有4种,C符合题意;
D.烃燃烧时,1molC原子消耗1mol氧气、1mol氢原子消耗mol氧气,所以1molCxHy完全燃烧消耗(x+)mol氧气,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】难点分析:碳原子数目小于10的烷烃,其一氯取代物只有一种,其结构必须高度对称,分别为甲烷、乙烷,然后把甲烷和乙烷中的氢原子换成甲基,又可以得到2个,一共4个
19.【答案】A
【知识点】有机分子式的推断与计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】A.1molC3H6完全燃烧消耗4.5mol氧气、1molC4H6O2完全燃烧消耗4.5mol氧气,所以C3H6、C4H6O2不论以何种比例混合,只要混合物的总物质的量一定,则完全燃烧消耗O2的质量保持不变,A符合题意;
B.1molC2H6完全燃烧消耗3.5mol氧气、1molC2H6O完全燃烧消耗3mol氧气,所以C2H6、C2H6O的总物质的量一定,以不同比例混合,完全燃烧消耗O2的质量不同,B不符合题意;
C.1molC2H2完全燃烧消耗2.5mol氧气、1molC6H6完全燃烧消耗7.5mol氧气,所以C2H2、C6H6的总物质的量一定,以不同比例混合,完全燃烧消耗O2的质量不同,C不符合题意;
D.1molC3H6O完全燃烧消耗4mol氧气、1mol C4H8O2完全燃烧消耗5mol氧气,所以C3H6O、C4H8O2的总物质的量一定,以不同比例混合,完全燃烧消耗O2的质量不同,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】有机物的化学式为CxHyOz,等物质的量消耗氧气量为(x+0.25y-0.5z)分析。
20.【答案】A
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】CO和O2反应后气体密度变为原气体密度的1.25倍,根据质量守恒可知,反应后的气体体积为反应前的气体体积的 ,为2.24L =1.792L,物质的量为0.08mol;根据一氧化碳与氧气的反应方程式2CO+O2 2CO2可知,气体的减少量为氧气的量,因此反应的氧气为0.02mol,则燃烧的CO为0.04mol ,0.04mol的CO完全燃烧产生11.32kJ热量,则CO的燃烧热为: =283kJ/mol ,则一氧化碳的燃烧热为283kJ/mol ,
故答案为:A。
【分析】根据平均分子质量和燃烧热计算。
21.【答案】A
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】6g碳的物质的量为n===0.5mol,不完全燃烧所得气体中,CO与CO2体积比为2:3,根据碳原子守恒计算CO的物质的量为0.5mol×=0.2mol,根据CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H=-282.57kJ/mol,则0.2molCO燃烧放出的热量为282.57kJ/mol×0.2mol=56.514KJ,即6g碳不完全燃烧,损失的热量为56.51kJ,A符合题意;
故答案为:A。
【分析】6g碳不完全燃烧与这些碳完全燃烧相比,损失的热量为生成的一氧化碳燃烧放出的热量,根据碳原子守恒计算出一氧化碳的物质的量,再根据一氧化碳燃烧的热化学方程式计算,即可解答。
22.【答案】(1)
(2)碱
(3)cd
(4)
(5)由黄色变为橙色;
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应方程式的配平;燃烧热;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】4.0g硫粉在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出热量,设1mol(32g)S在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化硫,放出为xKJ,则,解的,故答案为:;
(2) 谷氨酸为弱酸,则谷氨酸钠为强碱弱酸盐,其溶液会因谷氨酸根水解使溶液呈碱性,故答案为:碱;
(3) 泡沫灭火器灭火原理是,灭火时能喷射出大量的二氧化碳及泡沫,它们能粘附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的。可用来扑灭木材、棉布等固体物质的初期着火,也能扑救植物油等可燃性液体的初期着火,但不可用于扑灭带电设备、能与二氧化碳发生反应的物质(如金属镁)的火灾,否则将威胁人身安全。综上所述c、d、正确,
故答案为:cd;
答案选cd
(4)炒菜用的铁锅若未及时洗净(残液中含有),便会因腐蚀而出现红褐色锈斑,则铁锅在此过程中发生吸氧腐蚀,则其正极反应为氧气得到电子并与水结合反应生成氢氧根离子,即,故答案为:;
(5) 黄色为橙色,流程中“转化”步骤时,溶液由黄色的转化为橙色的;根据关系式可知,“还原”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6,故答案为:由黄色变为橙色;1:6。
【分析】(1)1mol物质在足量的氧气中完全燃烧放出的热量为燃烧热,1mol硫为32g;
(2)谷氨酸根水解使溶液呈碱性;
(3)泡沫灭火器喷出的是二氧化碳及泡沫,不可用于扑灭带电设备、能与二氧化碳发生反应的物质;
(4)正极得电子,化学价降低;
(5)氧化还原反应中可以根据得失电子量来确定氧化剂与还原剂的物质的量之比。
23.【答案】(1)
(2)正;氧化
(3)ab;
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;化学平衡状态的判断;原电池工作原理及应用;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1) 完全燃烧生成液态水,放出 热量。则 (标准状况) 在上述条件下完全燃烧释放的热能是 ;
(2) 极通入氧气,氧气得电子发生还原反应,a是正极; 极通入氢气,氢气失电子发生氧化反应,b是负极;
(3)①a. 反应前后气体物质的量不同,容器中压强是变量,容器内压强不再发生变化,反应一定达到平衡状态,
故答案为:a;
b. 的体积分数不再发生变化,说明氨气的物质的量不变,反应一定达到平衡状态,
故答案为:b;
c.根据质量守恒,气体原子总数是恒量,容器内气体原子总数不再发生变化,反应不一定达到平衡状态,故不选c;
d.相同时间内消耗 的同时消耗 ,不能说明正逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,故不选d;
选ab。
②一定温度,向容积为 的容器中加入一定量 和 , 后生成 ,反应消耗3mol ,用 表示该反应的速率是 。
【分析】(1)根据热量与物质的量呈正比即可计算出能量
(2)根据氢气是负极材料,发生的氧化反应,氧气是正极材料,发生的是还原反应
(3)①根据 在恒温恒容下 ,可以通过压强不再变化以及各物质的体积分数不变即可判断平衡
②根据给出的数据即可计算出氨气的速率结合化学计量系数之比等于速率之比即可计算出氢气的速率
24.【答案】(1)正;2.24L
(2)28.58
(3)12.9g
【知识点】原电池工作原理及应用;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)Zn-Cu-H2SO4组成的原电池电池反应为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,Zn为负极,铜为正极,氢气在正极生成,反应为:2H++2e-=H2↑,根据方程式知,参加反应的n(Zn)=n(H2)= =0.1mol,标准状况下V(H2)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L;
(2)根据题意知,1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ的热量,则0.1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ×0.1=28.58kJ;
(3)当电解质溶液改为硫酸铜溶液时,电池反应为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,参加反应的n(Zn)与生成铜的物质的量相等,即n(Zn)=n(Cu)= =0.1mol,析出m(Cu)=0.1mol×64g/mol=6.4g,两个电极的差为减少的锌的质量与析出铜质量的和,两个电极的质量差=6.5g+6.4g=12.9g。
【分析】(1)根据锌和氢气之间的关系式计算生成氢气体积;
(2)根据氢气和反应热之间的关系式计算;
(3)根据转移电子相等计算析出铜的质量,注意一个电极被消耗,一个电极有物质析出。
25.【答案】(1)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol
(2)B;C
(3)5:1
(4)143
【知识点】燃烧热;热化学方程式;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)已知1mol丙烷燃烧放出的热量为2220kJ热量,常温下反应生成的水为液体,依据热化学方程式书写方法,丙烷燃烧的热化学方程式:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol,故本题答案为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol;
(2)A.奥运火炬燃烧时发光、放热则能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能,故A正确;
B.异丁烷分子中的碳氢键和正丁烷的相同,故B不正确;
C.依据燃烧热化学方程式的焓变分析,1mol正丁烷燃烧放热大于异丁烷燃烧放热,说明正丁烷能量高于异丁烷,能量越高越不稳定,正丁烷比异丁烷不稳定,故C不正确;
故答案为:BC;
(3)已知A气体的燃烧热为300kJ·mol-1,B气体的燃烧热为500kJ·mol-1。现有6mol由A和B组成的混合气体,完全燃烧放出的热量是2000kJ,设A和B的物质的量分别为x mol,y mol,由物质的量与热量成正比及热化学方程式可知:
x+y=6
300x+500y=2000
解得:x=5,y=1,则该混合气体中气体A和气体B的物质的量之比是5:1,故本题答案为:5:1;
(4)1mol H2的质量为2g,完全燃烧生成液态水放出286kJ热量。已知单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,则氢气的热值是286kJ/2g=143 kJ/g。故本题答案为143 。
【分析】(1)写出丙烷燃烧的化学方程式,标出状态,计算出反应热即可
(2)异丁烷和正丁烷互为同分异构体,碳氢键数目相同,能量越低越稳定,支链越多越稳定
(3)根据物质的量之和以及燃烧放出的热量列出方程式即可计算
(4)写出燃烧热方程式,计算出1mol氢气燃烧放出的热量即可
26.【答案】(1);
(2)CH2=CH-CH3+Br2→CH2Br-CHBr-CH3;加成反应
(3)溶液分层,下层无色,上层紫红色
(4) +H2O;取代反应
(5)A>B
【知识点】苯的结构与性质;烃类的燃烧;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】根据以上分析可知A为乙烯2,B为苯,则(1)A为CH2=CH2,电子式为 ;B是苯,结构简式为 ;(2)与A相邻的同系物C为CH2=CHCH3,使溴水褪色发生加成反应,该反应方程式为CH2=CHCH3+Br2→CH2BrCHBrCH3;(3)碘易溶在有机溶剂中,碘水中加入苯发生萃取,苯的密度比水的小,则苯在上层,观察到的现象为溶液分层,下层无色,上层紫红色;(4)B与浓H2SO4、浓HNO3在50~60℃发生硝化反应,反应的化学反应方程为 +H2O,该反应属于取代反应;(5)烃分子中氢元素含量越高,在质量相等的条件下完全燃烧消耗的氧气越多。乙烯和苯的最简式分别是CH2和CH,所以乙烯分子中氢元素含量高,则等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量A>B。
【分析】(1)结合题意,A是乙烯,B是苯;
(2)C是丙烯,与溴发生加成反应;
(3)苯与碘水混合,苯在上层呈现紫红色;
(4)苯与硝酸反应发生取代反应,注意原子的连接顺序与反应条件;
(5)等质量的烃含氢量越高,耗氧量越高。
27.【答案】(1)+183 kJ·mol-1
(2)2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH=-748 kJ·mol-1
(3)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH=-130 kJ·mol-1
(4)738.2
【知识点】反应热和焓变;热化学方程式;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】Ⅰ.(1)①△H1=945kJ·mol-1+498kJ·mol-1-2×630kJ·mol-1=+183kJ·mol-1;②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+183kJ·mol-1①,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-565KJ·mol-1②,根据盖斯定律,②-①可得:2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g)△H=-748kJ·mol-1;
Ⅱ.(3)已知25℃、101 kPa时:①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1,②H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1,③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1,根据盖斯定律,(③-①)×1/2-②得:SO3(g)+H2O(l)═2H2S O4(l)SO3(g)+H2O(l)═2H2S O4(l)△H=1/2×[(-545 kJ·mol-1)-(-197 kJ·mol-1)]-(-44kJ·mol-1)=-130 kJ·mol-1,SO3(g)+H2O(l)═2H2S O4(l)△H=-130 kJ·mol-1;(4)由于反应热=反应物总键能-生成物总键能,则:2×436kJ·mol-1+xkJ·mol-1-4×463kJ·mol-1=-241.8kJ·mol-1,解得x=738.2。
【分析】(1)根据反应热=反应物总键能-生成物总键能计算即可
(2)根据盖斯定律写出方程式和计算出焓变
(3)根据盖斯定律写出方程式和计算出焓变
(4)根据=反应物总键能-生成物总键能计算即可
28.【答案】(1)①③⑤;②④⑥
(2)可能
(3)-165.2kJ/mol;C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1380kJ/mol
【知识点】吸热反应和放热反应;燃烧热;热化学方程式;乙醇的化学性质;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)①金属氧化物与水反应是放热;
②石灰石在高温下的分解反应需要吸收热量;
③酸碱中和反应放出热量;
④二氧化碳通过炽热的炭反应吸热;
⑤食物因氧化而腐败缓慢氧化的过程放出热量;
⑥与的反应吸收热量;
⑦干冰汽化需要吸收大量的热,没有新物质产生,属于物理变化;
故答案为:
第1空、①③⑤
第2空、②④⑥
(2) 若观察到烧杯里产生气泡,M溶于水放出热量,有热量放出不一定为化学变化,不一定属于放热反应;
故答案为: 第1空、可能
(3) 根据盖斯定律,④×2-③=②, 代入得-165.2kJ/mol 。
②乙醇相对分子质量为46,lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量,1mol乙醇完全燃烧放出热量为46×30.0kJ=1380 kJ;
故答案为:
第1空、-165.2kJ/mol
第2空、C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1380kJ/mol
【分析】(1)①金属氧化物与水反应是放热;
②石灰石在高温下的分解反应需要吸收热量;
③酸碱中和反应放出热量;
④二氧化碳通过炽热的炭反应吸热;
⑤食物因氧化而腐败缓慢氧化的过程放出热量;
⑥与的反应吸收热量;
⑦干冰汽化需要吸收大量的热,没有新物质产生,属于物理变化;
(2) 有热量放出不一定为化学变化,不一定属于放热反应;
(3) 根据盖斯定律求反应热 。
②燃烧热是1mol物质完全反应产生。
29.【答案】(1)CH4(g) + 2O2(g) =CO2(g)+ 2H2O △H = - 890.3 kJ·mol-1;-283
(2)N2(g)+ 3H2(g) = 2NH3(g) △H= -92kJ·mol -1
(3)2NH3(g)+ CO2(g)=NH2COONH4(s) △H= ( Ea1- Ea2)kJ·mol-1;>;二
【知识点】燃烧热;热化学方程式;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1))①由图可知1mol甲烷燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气放出802kJ能量,且H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0kJ mol-1,因而甲烷的燃烧热化学反应方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ mol-1;
②根据①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ mol-1,②CH4(g)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g)△H2=-607.3kJ mol-1,依据盖斯定律②-①得到CO完全燃烧生成二氧化碳的热化学方程式为:CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H=(-890.3+607.3)kJ mol-1=-283kJ mol-1。
(2)反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ mol-1,则热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ mol-1。
(3))①将第一步和第二步两步方程式相加,得到以氨气和二氧化碳气体为原料合成尿素的热化学方程式2NH3(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(NH2)2(s)△H=(Ea1-Ea2)kJ/mol;
②由图象可知该反应中反应物总能量小于生成物总能量,属于吸热反应,所以ΔH>0;
③反应的速率主要取决于最慢的反应,最慢的反应主要是反应物活化能大,所以已知两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤。
【分析】(1))①依据盖斯定律分析;
(2)热化学方程式能表示反应的热效应,反应的热效应与物质的状态、物质的量有关;
(3)①依据图中数据和盖斯定律分析;
②根据放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量;
③反应的速率主要取决于最慢的反应,最慢的反应主要是反应物活化能大。
30.【答案】(1)2a+b+2c
(2)6.01
(3)-88.8
(4) ;-78.64
【知识点】反应热和焓变;燃烧热;盖斯定律及其应用;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)将三个热化学方程式依次编号:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l) H1=akJ/mol ①
2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g) H2=bkJ/mol ②
2HI(g)=H2(g)+I2(g) H3=ckJ/mol ③
根据盖斯定律,将①×2+②+③×2得2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) H=(2a+b+2c)kJ/mol;答案为:2a+b+2c。
(2)n(NaOH)=1mol/L×0.1L=0.1mol,根据反应HCl+NaOH=NaCl+H2O,n(HCl)=n(NaOH)=0.1mol,则在此制备纯硅反应过程中吸收的热量为 =6.01kJ;答案为6.01。
(3) H=反应物的总键能-生成物的总键能=1072kJ/mol+2×436kJ/mol-(3×414kJ/mol+326.8kJ/mol+464kJ/mol)=-88.8kJ/mol;答案为-88.8。
(4)①根据图示,表示硫固体的燃烧热的热化学方程式S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-297kJ/mol;答案为S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-297kJ/mol。
②根据图示1molSO2(g)和1molO2(g)反应后得到0.2molSO2(g)、0.6molO2(g)和0.8molSO3(g),反应过程中消耗0.8mol SO2(g)和0.4molO2(g),根据2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) H=-196.6kJ/mol,则 H2=-196.6kJ/mol×0.4=-78.64kJ/mol,答案为-78.64。
【分析】
(1)根据盖斯定律计算;
(2)制备纯硅反应过程中吸收的热量为 =6.01kJ;
(3)根据 H=反应物的总键能-生成物的总键能计算;
(4)①燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;
②根据热量与物质的量成正比分析。
31.【答案】(1)B
(2)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ·mol-1;124.2kJ·mol-1
(3)945.6KJ/mol;小于
【知识点】盖斯定律及其应用;使用化石燃料的利弊及新能源的开发;有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)煤、石油、天然气是化石能源,核能不可再生,不是新能源,太阳能、生物质能、风能、氢能资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生,属于新能源,答案:B;(2)①11g丙烷(C3H8)在298K和101Kpa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ,丙烷的摩尔质量为44g/mol,则1mol丙烷燃烧放出热量为555kJ×4=2220kJ,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量叫该可燃物的燃烧热,所以丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ·mol-1,答案:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ·mol-1;②已知:I.C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) △H1=+156.6kJ·mol-1,II.CH3CH=CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g) △H2=+32.4kJ·mol-1,根据盖斯定律,I-II得C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g),所以△H=△H1-△H2=156.6kJ·mol-1-32.4kJ·mol-1=124.2kJ·mol-1,答案:124.2kJ·mol-1;(3)①设N≡N键的键能是x,由N2+3H2 2NH3 ΔH=-92.4kJ/mol可有x+3×436kJ/mol-2×3×391kJ/mol=-92.4kJ/mol,解得x=945.6KJ/mol,答案:945.6KJ/mol;②N2+3H2 2NH3 ΔH=-92.4kJ/mol意义为1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2mol氨气放出92.4kJ热量,而该反应为可逆反应,1mol氮气与3mol氢气不能完全反应,所以放出热量小于92.4kJ,答案:小于。
【分析】(1)根据新能源标准是无污染、可再生进行选择
(2)①计算出1mol丙烷完全燃烧放出的热量即可②根据盖斯定律计算即可
(3)①根据H=反应物的键能-生成物中的键能即可②可逆反应是不完全反应
32.【答案】(1)H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=-14.9 kJ/mol;CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-16a kJ/mol
(2)放热;E2-E1
(3)409.0
(4)环形玻璃搅拌棒;保证HCl完全被中和;3
【知识点】燃烧热;热化学方程式;中和热的测定;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)由题意知,2molH2与2molI2蒸气完全反应时生成碘化氢气体,放出29.8kJ的热量,1molH2与1molI2蒸气完全反应时生成碘化氢气体,放出14.9kJ的热量,故热化学方程式为:H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=-14.9kJ/mol;②1g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出akJ的热量,1mol甲烷的质量为16g,故16g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热16akJ,热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-16akJ/mol;(2)依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量反应放热;在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才能发生化学反应,反应需要能量:反应的焓变=生成物的能量 反应物的能量,即ΔH=(E2-E1)kJ/mol;(3)反应的活化能是使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量,依据图象能量关系可知,逆反应的活化能=正反应的活化能+反应的焓变;H2(g)+ O2(g) H2O(g) ΔH=-241.8kJ/mol,该反应的活化能为167.2kJ/mol,则其逆反应的活化能=167.2 kJ/mol+241.8 kJ/mol=409.0kJ/mol;(4)①根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器为环形玻璃搅拌棒;②NaOH溶液的浓度大于盐酸的浓度,使盐酸完全中和,从而用盐酸的物质的量计算生成水的物质的量,进而计算中和热;③中和热的测定中,需要测出反应前酸溶液的温度,测反应前碱溶液的温度,混合反应后测最高温度,所以总共需要测量3次。
【分析】 (1)①2molH2与2molI2蒸汽完全反应时,生成4molHI气体, 放出29.8 kJ的热量 ,则1mol氢气与1mol碘蒸气反应生成2molHI放热14.9kJ;
②燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧放出的热量,结合物质的凝聚状态书写热化学方程式;
(2)若反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,则该反应为放热反应,反之相反;焓变△H=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量;
(3)焓变△H=正反应的活化能-逆反应的活化能;
(4)①根据量热器的构造分析缺少的一种玻璃仪器;
②发生反应时,一种反应物过量,则另一种反应物完全反应;
③中和热的测定中,需要测出反应前酸溶液的温度,测反应前碱溶液的温度,混合反应后测最高温度。
33.【答案】(1)①②③
(2)285.8kJ mol﹣1;393.5kJ mol﹣1
(3)1429kJ
(4)CO(g)+ O2(g)═CO2(g), H=﹣283kJ mol﹣1
【知识点】吸热反应和放热反应;反应热和焓变;燃烧热;热化学方程式;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1)热化学方程式中△H为负值的反应为放热反应,△H为正值的为吸热反应,则可以看出以上反应①②③均为放热反应,④属于吸热反应,故答案为①②③;(2)由①热化学方程式可知,完全燃烧1mol氢气生成液体水放出的热量为:285.8kJ,即氢气的燃烧热为:285.8kJ mol﹣1;根据反应④可知,完全燃烧1molC生成CO2所放出的热量等于393.5kJ,则C的燃烧热为393.5kJ mol﹣1,故答案为285.8kJ mol﹣1;393.5kJ mol﹣1;(3)由①热化学方程式可知,完全燃烧1mol氢气生成液体水放出的热量为:285.8kJ,燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 =1429 kJ,故答案为1429 kJ;(4)已知③C(s)+ O2(g)═CO(g)△H=﹣110.5kJ mol﹣1
④CO2(g)═C(s)+O2(g)△H=+393.5kJ mol﹣1,
把方程式-(④+③)得:CO(g)+ O2(g)═CO2(g)△H= -(+393.5kJ mol﹣1﹣110.5kJ mol﹣1)=﹣283 kJ mol﹣1,故答案为CO(g)+ O2(g)═CO2(g) △H=﹣283 kJ mol﹣1。
【分析】 (1)放热反应焓变小于零,吸热反应焓变大于零;
(2)在25摄氏度,101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热;
(3)依据热化学方程式①计算;
(4)结合方程式③④,用盖斯定律计算。
34.【答案】(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
(2)1/2 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
(3)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1;1 016.5
【知识点】有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】(1) 燃烧热是指在101 kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热。由已知在101 kPa时,2molH2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水,放出571.6 kJ的热量,所以H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+1/2O2(g) =H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。
故答案为:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。(2)中和反应的反应热以生成1mol液态H2O为标准,而1.00 L 1.00 mol·L-1硫酸与2.00L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液反应生成2mol液态H2O放出114.6 kJ的热量。中和热化学方程式为1/2 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
故答案为:1/2 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 。(3)1molB2H6(g)完全燃烧,生成液态水放出的热量为649. 5 kJ /0.3 mol=2165kJ ,因此热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1。若反应生成的3molH2O(l)全部转化为气态水,则需吸收热量44 kJ·mol-1 kJ,11.2L(标准状况)乙硼烷为0.5mol,则0.5mol B2H6(g)完全燃烧生成气态水时放出的热量为(2 165 - ) 0.5/1= 1 016.5kJ。
故答案为:B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1 、 1 016.5。
【分析】(1)结合题意,转化成1mol氢气的热量变化;
(2)注意中和热强调1mol水;
(3)结合题意写出热化学方程式,注明物质状态,设计反应过程。
35.【答案】(1)283.0 kJ·mol-1
(2)631.75 kJ
(3)-41.3 kJ·mol-1
(4)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH1=-1455 kJ·mol-1;7.275 kJ
【知识点】吸热反应和放热反应;热化学方程式;有关反应热的计算;有关燃烧热的计算
【解析】【解答】Ⅰ. (1)由①2CO(g)+O2(g) =2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·mol 1可知,2mol CO完全燃烧放出566.0kJ的热量,所以1mol CO完全燃烧放出283kJ的热量,所以CO的燃烧热为283kJ·mol 1;(2)若1mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量,设1mol NO(g) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ,由②N2(g)+O2(g)= 2NO(g) ΔH=946kJ·mol-1+498 kJ·mol-1 -2x kJ·mol-1=+180.5 kJ·mol-1,解之得x=631.75,所以1mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为631.75 kJ;Ⅱ.(3)①已知:Ⅰ.3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g);△H=-246.4kJ mol-1
Ⅱ.4H2(g)+2CO(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g),△H1=-205.1kJ mol-1
根据盖斯定律,Ⅰ-Ⅱ可得:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),则△H2=△H-△H1=-246.4kJ mol-1-(-205.1kJ mol-1)=-41.3kJ mol-1;(4)已知CH3OCH3(g)的燃烧热为1455 kJ·mol-1,则表示其燃烧热的热化学方程式为:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH1=-1455 kJ·mol-1;100 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液中含氢氧化钠0.02mol,若二甲醚燃烧生成的CO2恰好能被100 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液吸收生成Na2CO3,消耗二氧化碳0.01mol,则燃烧过程中放出的热量为1455 kJ/mol 0.005mol=7.275 kJ。
【分析】(1)燃烧热:在101 kPa时,1 mol物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量;
(2)热化学方程式书写要标明物质的状态:固体(s)、液体(l)、气体(g);
(3)热化学方程式的焓变单位为 kJ·mol-1 。
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