化学选修4 化学反应原理第二节燃烧热能源优秀随堂练习题

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这是一份化学选修4 化学反应原理第二节燃烧热能源优秀随堂练习题，文件包含12燃烧热能源原卷版docx、12燃烧热能源解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共14页，欢迎下载使用。

一、选择题（共10小题，每小题只有一个正确答案）
1．下列关于反应热的叙述正确的是
A．当ΔH<0时，表示该反应为吸热反应
B．1mlH2与0.5mlO2反应生成1ml水时放出的热量即是H2的燃烧热
C．热化学方程式中的化学计量数只能是整数，不能是分数
D．1mlNaOH分别和1mlCH3COOH、1mlHNO3反应放出的热量：CH3COOH【答案】D
【解析】当ΔH<0时，表示该反应为放热反应，A错误；在101kPa，1mlH2与0.5mlO2反应生成1ml液态水时放出的热量即是H2的燃烧热，B错误；热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示分子数，所以可用分数表示，C错误；醋酸是弱酸存在电离平衡，电离过程是吸热过程，所以中和时放出的热量较少，中和反应为放热反应，烩变为负值，所以后者比前者△H小，D正确。答案选D。
2．下列关于反应能量的说法正确的是
A．相同条件下，S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1；S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2，则△H1<△H2
B．由C(石墨)→C(金刚石) △H = +1.9 kJ·ml-1可知：金刚石比石墨稳定
C．甲烷的燃烧热为890.3 kJ·ml-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH = -890.3 kJ·ml-1
D．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH = -57.3 kJ·ml-1，则含1 ml NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 ml H2SO4的浓硫酸混合放出57.3 kJ的热量
【答案】A
【解析】S(g)能量高于S(s)，前者释放出更多能量，△H1<△H2，A正确；物质能量越高越不稳定，该反应为吸热反应，则C(金刚石)能量高于C(石墨)，金刚石比石墨更不稳定，B错误；燃烧热是指1ml燃料完全燃烧生成稳定物质时放出的热量，那么生成液态的水，C错误；浓硫酸与氢氧化钠反应除了中和热之外浓硫酸稀释还放热，所以该反应放出的热量大于57.3kJ，D错误；答案选A。
3．下列热化学方程式中，正确的是
A．甲烷燃烧热为890.3 kJ•ml-1，热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=+890.3 kJ•mlˉ1
B．稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合，其热化学方程式为：H++OH-=H2O △H=-57.3 kJ•mlˉ1
C．H2燃烧热为285.8kJ•mlˉ1，燃烧的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O（1） △H=-571.6 kJ•mlˉ1
D．500℃、30 MPa下，将0.5 ml N2和1.5 ml H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-38.6 kJ·ml-1
【答案】C
【解析】甲烷的燃烧热为890.3 kJ•mlˉ1表示1 ml甲烷完全燃烧产生CO2气体和液态水时放出热量是890.3 kJ，则表示其燃烧热的化学方程式可表示为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ•mlˉ1，A错误；物质反应过程的能量变化不仅与反应的物质的多少有关，也与物质的存在状态有关，因此要注明物质的存在状态，稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合反应产生水的热化学方程式为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ•mlˉ1，B错误；H2燃烧热为285.8kJ•mlˉ1，表示1 ml H2完全燃烧产生1 ml液态H2O，放出285.8 kJ的热量，则氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O（1） △H=-571.6 kJ•mlˉ1，C正确；合成氨为可逆反应，0.5 ml N2和1.5 ml H2置于密闭的容器中充分反应生成氨气的物质的量小于1 ml，放热19.3 kJ，则热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<-38.6kJ·ml-1，D错误。答案选C。
4．利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示：
则下列说法错误的是
A．过程II应该是一个放热反应过程
B．氢能资源丰富，属于可再生能源
C．该变化过程总体的焓变值应小于0
D．过程I、II的总反应为2H2O H2O2+H2↑
【答案】C
【解析】过程Ⅱ可看成是氢原子之间成键形成H2，原子团HO之间成键形成H2O2，成键放出能量，A正确；水分解产生H2和O2，H2燃烧又能生成H2O，故氢能属于可再生能源，B正确；该过程总反应为水分解反应，水分解为吸热反应，焓变数值大于0，C错误；过程I、Ⅱ为H2O转化为H2O2和H2，总反应为：2H2O H2O2+H2↑，D正确。答案选C。
5．下列说法或表示方法正确的是
A．相同条件下，S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1；S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2，则△H1<△H2
B．由C(石墨)→C(金刚石) △H=+1.9kJ·ml-1可知：金刚石比石墨稳定
C．甲烷的燃烧热为890kJ·ml-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890kJ·ml-1
D．已知含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为：NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O（1） △H=—57.4kJ·ml-1
【答案】A
【解析】气态硫的能量高于固态硫，相同条件下，相同物质的量的气态硫在氧气中燃烧放出的热量高于固态硫，则反应的焓变△H1<△H2，A正确；由方程式可知，石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，石墨的能量低于金刚石，能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，B错误；甲烷的燃烧热为1ml甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，则生成气态水的热化学方程式不能表示甲烷的燃烧热的热化学方程式，C错误；醋酸是弱酸，电离时会吸收热量，则稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应的反应热△H会大于—57.4kJ·ml-1，D错误。答案选A。
6．燃烧氢气时耗氧量小，放出热量多，已知4g H2燃烧生成液态水时放出热量为571.6kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为
A．2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ∆H=﹣571.6kJ/ml
B．2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) ∆H=﹣571.6kJ/ml
C．H2(g)+O2(g)= H2O(l) ∆H=﹣285.8 kJ/ml
D．H2(g)+O2(g)= H2O(g) ∆H=﹣285.8 kJ/ml
【答案】C
【解析】已知4 g H2燃烧生成液态水时放出热量为571.6kJ，则2 g氢气即1 ml氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量为，则H 2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)= H2O(l) ∆H=-285.8 kJ/ml，答案选C。
7．有如下三个热化学方程式：
H2(g)+1/2O2(g)== H2O(g) ΔH=a kJ·ml－1
H2(g)+1/2O2(g)== H2O(l) ΔH=b kJ·ml－1
2H2(g)+O2(g)== 2H2O(l) ΔH=c kJ·ml－1
关于它们的下列表述正确的是
A．2b=cB．a、b和c均为正值 C．a=b D．它们都是吸热反应
【答案】A
【解析】由H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)═H2O(l)△H=b kJ•ml-1，2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=c kJ•ml-1，反应热的数值与化学方程式前面的系数成正比，则c=2b，A正确；放热反应的焓变为负值，△H＜0，则a、b和c均为负值，B错误；反应物相同时，生成物为气态水，本身的能量高，放出的热量小，生成物为液态水，本身的能量低，放出热量多，C错误；燃烧为放热反应，均为氢气的燃烧反应，则都是放热反应，D错误。答案为A。
8．已知25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·ml－1、285.8 kJ·ml－1、1 411.0 kJ·ml－1、2 800 kJ·ml－1，则热化学方程式正确的是
A．C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1
B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH＝＋571.6 kJ·ml－1
C．C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1 411.0 kJ·ml－1
D．1/2 C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·ml－1
【答案】D
【解析】在一定条件下，1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热，结合选项分析解答。碳燃烧应生成CO2，A错误；根据燃烧热的概念可知H2O应为液态，氢气燃烧放热，ΔH<0，B错误；根据燃烧热的概念可知H2O应为液态，C错误；C6H12O6(s)的燃烧热为2 800 kJ·ml－1，则0.5 ml C6H12O6(s)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放热为1 400 kJ，D正确。答案选D。
9．实验测得H2和C3H8的标准燃烧热分别为285.8 kJ·ml－1和2220 kJ·ml－1，将 H2和C3H8的混合气体1ml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．2:1B．1:1C．1:2D．1:4
【答案】B
【解析】分别设混合气体中H2的物质的量为n，则C3H8的物质的量为1ml-n，根据题意，列方程为：285.8 kJ·ml－1×n＋2220 kJ·ml－1×(1ml-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。
设混合气体中H2的物质的量为n，则C3H8的物质的量为1ml-n，根据题意，列方程为：285.8 kJ·ml－1×n＋2220 kJ·ml－1×(1ml-n)= 1252.5kJ，解得n=0.5ml，则H2和C3H8分别为0.5ml，所以混合气体中H2和C3H8的体积之比是1:1；答案选B。
10．工业上常用CH4在复合组分的催化剂作用下还原大气污染物SO2，生成S固体，同时生成CO2和液态H2O。已知：H2(g)、CH4(g)、S(s)的燃烧热(ΔH)分别是-285.8kJ·ml-1、-890.3kJ·ml-1、-297.2kJ·ml-1。下列说法正确的是
A．1mlS(s)燃烧生成SO3（1），放出297.2kJ的热量
B．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·ml-1
C．CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O（1） △H=-295.9kJ·ml-1
D．同一条件下，单位质量的CH4完全燃烧放出的热量比H2多
【答案】C
【解析】S(s)的燃烧热是指1mlS(s)燃烧生成SO2(g)所放出的热量，A错误；应该生成液态水，B错误；S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-297.2kJ/ml，CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O（1）ΔH=-890.3kJ/ml，由盖斯定律计算出CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O（1）的△H=-295.9kJ·ml-1，C正确；根据燃烧热计算出单位质量的氢气完全燃烧放出的热量更高，D错误。答案选C。
二、非选择题（共3小题）
11．研究化学反应中的能量变化有重要意义，请根据学过的知识回答下列问题。
（1）已知CH3OH（1）的燃烧热△H = - 238.6 kJ·ml-1，CH3OH（1）+ O2(g)=CO2(g) +2H2O(g) △H = -akJ·ml-1，则a___________ (填“＞ ”“＜”或“=”) 238. 6。
（2）已知：H2(g)+ O2(g) H2O(g) △H = -241.8 kJ·ml-1，该反应的活化能为167.2 kJ·ml-1，则其逆反应的活化能为___________。
（3）Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 ml Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：___________。
（4）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)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s) △H = - 1176 kJ·ml-1，则反应过程中，每转移1 ml电子放出的热量为___________kJ。
（5）已知25℃、101 kPa时，1 g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出37.96 kJ热量，则该条件下反应2CH4(g) +3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的△H =___________ kJ·ml-1。
【答案】（1）＜
（2）409.0 kJ·ml -1
（3）2Cl2(g)+ 2H2O(g) +C(s)=4HCl(g) +CO2(g) ΔH= 一290 kJ·ml -1或其他合理形式
（4）98
（5）- 1214. 72
【解析】（1）已知CH3OH（1）的燃烧热△H = - 238.6 kJ·ml-1，则有CH3OH（1）+ O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H = - 238.6 kJ·ml-1，因液态水变为水蒸气需要吸热， CH3OH（1）+ O2(g)=CO2(g) +2H2O(g) △H = -akJ·ml-1，则a<238.6；
（2）已知：H2(g)+ O2(g) H2O(g) △H = -241.8 kJ·ml-1，该反应的活化能为167.2 kJ·ml-1，则其逆反应的活化能为167.2 kJ·ml-1+241.8 kJ·ml-1=409.0 kJ·ml -1；
（3）Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 ml Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，若有2 ml Cl2参与反应时释放出290 kJ热量，则反应的热化学方程式为：2Cl2(g)+ 2H2O(g) +C(s)=4HCl(g) +CO2(g) ΔH= 一290 kJ·ml -1；
（4）反应4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s)中转移电子数为12电子：4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s) △H = - 1176 kJ·ml-1，则反应过程中，每转移1 ml电子放出的热量为；
（5）已知25℃、101 kPa时，1 g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出37.96 kJ热量，则2mlCH4不完全燃烧生成CO和液态水时放出1214. 72kJ热量，故该条件下反应2CH4(g) +3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的△H =- 1214. 72kJ·ml-1。
12．将乙醇和汽油按一定比例混配作为燃料，可缓解能源供应紧张的矛盾。请回答下列问题：
（1）写出由“纤维素→葡萄糖→乙醇”中的由“纤维素→葡萄糖”的化学方程式：_______________________________________。
（2）已知 4.6g 乙醇完全燃烧生成 CO2 和液态水放出热量 136kJ ，请写出乙醇燃烧的热化学方程式_______________________________________。
（3）血液中含乙醇 0.1 ％会使视觉敏感度降到 32 % ，因此交通法规定严禁酒后驾车。一种简便的检测方法是让驾车人呼出的气体接触含有经硫酸酸化处理的强氧化剂(CrO3)的硅胶，如果呼出的气体中含乙醇蒸汽，乙醇会被氧化生成乙醛，同时 CrO3被还原为硫酸铬 [Cr2(SO4)3]，请写出检测时反应的化学方程式_______________________________。
（4）为了验证乙醇的氧化反应，同学们设计了如下两种装置：
①装置1是在容器内加入乙醇后稍加热，操作铜丝的方法是___________________，会发现铜丝由黑变红，写出反应的化学方程式：________________________________。
②某同学按照装置2所示进行操作，当给锥形瓶加热一段时间后，并没有闻到乙醛的刺激性气味，其原因是_______________________________________________________。
【答案】 C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1360kJ/ml 3C2H5OH+2CrO3+3H2SO4→3CH3CHO+Cr2(SO4)3+6H2O 将铜丝在酒精灯上加热至红热，迅速伸入干燥管中 C2H5OH+CuO CH3CHO+H2O+Cu 给锥形瓶加热时，由于乙醇易挥发，达不到反应所需的温度
【解析】（1）由“纤维素→葡萄糖”的化学方程式为。
（2）4.6g 乙醇0.1ml，完全燃烧生成CO2和液态水，放出热量136kJ，则1ml乙醇完全燃烧放出热量1360kJ。乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1360kJ/ml。
（3）乙醇和酸化的CrO3反应生成乙醛和Cr2(SO4)3，化学方程式为3C2H5OH+2CrO3+3H2SO4→3CH3CHO+Cr2(SO4)3+6H2O。
（4）①为证明乙醇的氧化性，先在空气中把铜丝氧化，再伸进干燥管，氧化铜被还原成铜，故答案为将铜丝在酒精灯上加热至红热，迅速伸入干燥管中；C2H5OH+CuO CH3CHO+H2O+Cu。
②乙醇有挥发性，锥形瓶敞口，因此给锥形瓶加热时，由于乙醇易挥发，达不到反应所需的温度。
13．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其部分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）有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程：
ΔH=+88.6kJ·ml－1，则M、N相比，较稳定的是__________。
（2）随着人们对环保的重视程度日益提高，乙醇在某些行业作为燃料被广泛应用。下列有关乙醇作为燃料的说法正确的是________。
①燃烧时只发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境
③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量的热
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
（3）CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕捉与封存的技术,被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。回答下列问题：
CH4在催化剂作用下实现第一步，也叫CH4不完全燃烧，1 g CH4不完全燃烧反应放出2.21kJ热量，写出该反应的热化学方程式 ___________________________________________________________。
【答案】M D 2CH4(g)+O2(g)＝2CO(g)+4H2(g) ΔH=-70.72kJ/ml
【解析】（1）有机物M经过太阳光光照生成N是一个吸热反应，则M具有的能量比N的低，能量越低越稳定，所以M稳定。答案为：M。
（2）①燃烧时乙醇发生氧化反应，氧气发生还原反应，乙醇作燃料不是因为其燃烧时只发生氧化反应，①错误；②乙醇充分燃烧生成二氧化碳和水不会污染环境，②正确；③乙醇可由纤维素、淀粉等有机物水解生成葡萄糖，再由葡萄糖发酵生成，属于可再生能源，③正确；④乙醇燃烧时放出大量的热，从而可用乙醇作燃料，④正确；答案选D。
（3）根据流程图可知甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和氢气，1g CH4燃烧生成一氧化碳和氢气放热2.21kJ，16g甲烷燃烧生成一氧化碳和氢气放出的热量为：162.21kJ=35.36kJ，16g甲烷为1ml，则甲烷不完全燃烧的热化学方程式为：2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) △H= -70.72kJ•ml-1。答案为：2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) △H= -70.72kJ•ml-1。