燃料的合理利用(分層練習(xí))-2024-2025學(xué)年高二化學(xué)同步課堂滬科版2020選擇性必修

1.3燃料的合理利用課后分層練課后分層練1．“能源分類相關(guān)圖”如圖所示，四組能源選項(xiàng)中全部符合圖中陰影部分的能源是()A．煤炭、汽油、潮汐能B．水能、生物質(zhì)能、天然氣C．太陽能、風(fēng)能、沼氣D．地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、核能[答案]C[解析]煤炭、天然氣屬于化石燃料，屬于不可再生能源，也不是新能源，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；地?zé)崮軄碜缘厍虮旧?，絕大多數(shù)海洋能來自太陽能，核能來自原子核的裂變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．下列對(duì)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的理解中正確的是()A．可燃物燃燒放出的熱量就是其標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱B．1mol可燃物發(fā)生氧化還原反應(yīng)所放出的熱量就是其標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱C．101kPa時(shí)，1molH2燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量就是其標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱D．標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱隨熱化學(xué)方程式中物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)的改變而改變[答案]C[解析]3．下列熱化學(xué)方程式中ΔH能表示可燃物的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的是()A．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1B．CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1[答案]B[解析]根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的概念可知，A項(xiàng)生成的不是氧化物，B項(xiàng)符合標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的概念，C項(xiàng)H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)不是1，D項(xiàng)生成的不是液態(tài)水。4．下列說法正確的是()A．乙烯完全燃燒時(shí)，放出的熱量為乙烯的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱B．在25℃、101kPa時(shí)，1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱C．D．乙炔的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為1299.6kJ·mol－1，則2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(g)反應(yīng)的ΔH＝－2599.2kJ·mol－1[答案]C[解析]選項(xiàng)A沒有指明乙烯的物質(zhì)的量為1mol，且沒說明水的聚集狀態(tài)；選項(xiàng)B中沒有指明1mol碳完全燃燒生成CO2(g)；選項(xiàng)D中熱化學(xué)方程式中生成物水應(yīng)為液態(tài)，反應(yīng)熱ΔH與其不對(duì)應(yīng)。5．甲醇屬于可再生能源，可代替汽油作為汽車的燃料，下列能正確表示甲醇標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為()A．CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝763.3kJ·mol－1B．CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－763.3kJ·mol－1C．CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－675.3kJ·mol－1D．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1526.6kJ·mol－1[答案]B[解析]根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的定義，書寫表示標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)要以1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)，其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)可為分?jǐn)?shù)，且生成物應(yīng)為穩(wěn)定氧化物。6．25℃、101kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱依次是ΔH＝－393.5kJ·mol－1、ΔH＝－285.8kJ·mol－1、ΔH＝－890.31kJ·mol－1、ΔH＝－2800kJ·mol－1，則下列熱化學(xué)方程式正確的是()A．C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－571.6kJ·mol－1C．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.31kJ·mol－1D.eq\f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1400kJ·mol－1[答案]D[解析]根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的概念中生成穩(wěn)定氧化物的含義可知，CO2(g)是C的穩(wěn)定氧化物，生成的H2O應(yīng)該為液態(tài)，故只有D正確。7．能源與人類的生活和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)，下列關(guān)于能源開發(fā)和利用的說法中，你認(rèn)為說法不正確的是()A．充分利用太陽能B．因地制宜開發(fā)利用風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、潮汐能C．合理、安全開發(fā)利用氫能、核能D．能源都是通過化學(xué)反應(yīng)獲得的[答案]D[解析]A項(xiàng)，太陽能取之不盡用之不竭且綠色無污染，是理想的能源，故應(yīng)充分利用太陽能，正確；B項(xiàng)，風(fēng)能、水能、地?zé)崮堋⒊毕芫G色無污染，故應(yīng)因地制宜合理開發(fā)，正確；C項(xiàng)，氫能來源廣、熱值高、無污染，核能安全開發(fā)后也是理想能源，正確；D項(xiàng)，人類利用的能源不一定都是通過化學(xué)反應(yīng)獲得的，如水力發(fā)電，錯(cuò)誤。8．當(dāng)今國際能源研究的熱點(diǎn)之一是尋找新能源，下列能源不屬于新能源的是()A．太陽能B．氫能C．風(fēng)能D．天然氣[答案]D[解析]新能源又稱非常規(guī)能源，是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。9．已知丙烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH＝－2215kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8g水，則放出的熱量約為()A．55kJB．220kJC．550kJD．1108kJ[答案]A[解析]丙烷分子式是C3H8,1mol丙烷燃燒會(huì)產(chǎn)生4mol水，則丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8g水，消耗丙烷的物質(zhì)的量是n(C3H8)＝0.025mol，所以反應(yīng)放出的熱量是2215kJ·mol－1×0.025mol≈55kJ，故答案是A。10．已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－282.9kJ·mol－1某H2和CO的混合氣體完全燃燒時(shí)放出113.74kJ熱量，同時(shí)生成3.6g液態(tài)水，則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為()A．2∶1B．1∶2C．1∶1D．2∶3[答案]C[解析]根據(jù)熱化學(xué)方程式可知：H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為－571.6kJ·mol－1÷2＝－285.8kJ·mol－1?！?85.8kJ·mol－1＝57.16kJ。CO燃燒放出的熱量為113.74kJ－57.16kJ＝56.58kJ，故n(CO)＝eq\f(Q放,|ΔHCO|)＝eq\f(56.58kJ,282.9kJ·mol－1)＝0.2mol。則n(H2)∶n(CO)＝1∶1。11.液態(tài)肼(N2H4)和液態(tài)雙氧水可作為火箭推進(jìn)劑的原料，它們混合時(shí)發(fā)生反應(yīng)，生成N2和水蒸氣，并放出大量的熱。已知1g液態(tài)肼完全反應(yīng)生成氣態(tài)水放出的熱量為20kJ。(1)H2O(l)=H2O(g)ΔH＝44kJ?mol－1，寫出液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成N2和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：。(2)以N2和H2為原料通過一定途徑可制得N2H4，已知斷裂1molN—N鍵、N≡N鍵、N—H鍵、H—H鍵所需的能量分別為193kJ?mol－1、946kJ?mol－1、390.8kJ?mol－1、436kJ?mol－1，試寫出由N2、H2合成氣態(tài)肼(N2H4)的熱化學(xué)方程式為。(3)溫度在150℃以上時(shí)，H2O2便迅速分解為H2O和O2，發(fā)射火箭時(shí)用過氧化氫作強(qiáng)氧化劑就是利用這個(gè)原理，已知：①H2(g)＋O2(g)=H2O2(l)ΔH1＝－134.3kJ?mol－1；②H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH2＝286kJ?mol－1。則反應(yīng)③H2O2(l)=H2O(l)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝。[答案](1)N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－816kJ?mol－1(2)N2(g)＋2H2(g)=N2H4(g)ΔH＝61.8kJ?mol－1(3)－151.7kJ?mol－1[解析](1)①N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－32×20kJ?mol－1＝－640kJ?mol－1；②H2O(l)=H2O(g)ΔH＝44kJ?mol－1，根據(jù)蓋斯定律，①－4×②可得，N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－816kJ?mol－1。(2)N2(g)＋2H2(g)=N2H4(g)，斷鍵時(shí)吸收的能量為946kJ＋2×436kJ＝1818kJ；成鍵時(shí)釋放的能量為4×390.8kJ＋193kJ＝1756.2kJ，故ΔH＝(1818－1756.2)kJ?mol－1＝61.8kJ?mol－1。(3)根據(jù)蓋斯定律：－(①＋②)可得③，ΔH＝－(286－134.3)kJ?mol－1＝－151.7kJ?mol－1。1．“節(jié)能減排、低碳生活”已經(jīng)走進(jìn)百姓生活、城市建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等各個(gè)領(lǐng)域，下列有關(guān)說法不正確的是()A．太陽能、地?zé)崮?、核能等均屬于“新能源”B．“低碳”是指采用含碳量低的烴類化合物作燃料C．圖中甲烷經(jīng)一氯甲烷轉(zhuǎn)化成低碳烯烴的途徑體現(xiàn)了“節(jié)能減排”的思想D．減少化石能源的使用能減少CO2的排放量[答案]B2．以下幾個(gè)熱化學(xué)方程式能表示相應(yīng)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的是()A．C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1B．C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－193.0kJ·mol－1[答案]B[解析]表示標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式應(yīng)滿足以下兩點(diǎn)：一是物質(zhì)完全燃燒并形成穩(wěn)定的氧化物，二是發(fā)生燃燒的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須是1。A項(xiàng)，碳沒有完全燃燒，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)不是1，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，CH3OH的燃燒產(chǎn)物應(yīng)是CO2與液態(tài)水，而不是CO2與H2，錯(cuò)誤。3．1.5g火箭燃料二甲基肼(H3C—NH—NH—CH3)完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)放出50kJ熱量，則二甲基肼的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為()A．－1000kJ·mol－1 B．－1500kJ·mol－1C．－2000kJ·mol－1 D．－3000kJ·mol－1[答案]C[解析]4．氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃燒的熱化學(xué)方程式分別為H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－282.9kJ·mol－1C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1相同質(zhì)量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時(shí)，放出熱量最少的是()A．H2(g) B．CO(g)C．C8H18(l) D．CH4(g)[答案]B[解析]比較eq\f(285.8,2)、eq\f(282.9,28)、eq\f(5518,114)、eq\f(890.3,16)的大小，可知相同質(zhì)量時(shí)，CO(g)放出的熱量最少。5．已知充分燃燒一定量的丁烷(C4H10)氣體生成液態(tài)水時(shí)，放出的熱量為QkJ，而生成的CO2恰好被200mL5mol·L－1KOH溶液吸收生成正鹽，則丁烷的燃燒熱ΔH為()A．－8QkJ·mol－1 B．－4QkJ·mol－1C．－20QkJ·mol－1 D．－16QkJ·mol－1[答案]A[解析]n(KOH)＝0.2L×5mol·L－1＝1mol，則由CO2＋2KOH=K2CO3＋H2O可知，n(CO2)＝0.5mol，則n(C4H10)＝eq\f(1,4)×n(CO2)＝eq\f(1,8)mol，放出的熱量為QkJ，所以1mol丁烷完全燃燒放出的熱量為8QkJ，故丁烷的燃燒熱ΔH為－8QkJ·mol－1；故選A。6．下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(25℃，101kPa)：①C4H10(g)＋eq\f(13,2)O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878kJ·mol－1②C4H10(g)＋eq\f(13,2)O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(g)ΔH＝－2658kJ·mol－1③C4H10(g)＋eq\f(9,2)O2(g)=4CO(g)＋5H2O(l)ΔH＝－1746kJ·mol－1④C4H10(g)＋eq\f(9,2)O2(g)=4CO(g)＋5H2O(g)ΔH＝－1526kJ·mol－1由此判斷，正丁烷的燃燒熱ΔH為()A．－2878kJ·mol－1 B．－2658kJ·mol－1C．－1746kJ·mol－1 D．－1526kJ·mol－1[答案]A[解析]燃燒熱是指在25℃、101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量。因此正丁烷完全燃燒產(chǎn)物應(yīng)為CO2(g)和H2O(l)，所以正丁烷的燃燒熱為ΔH＝－2878kJ·mol－1。7．油酸甘油酯(相對(duì)分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng)：C57H104O6(s)＋80O2(g)=57CO2(g)＋52H2O(l)已知燃燒1kg該化合物釋放出熱量3.8×104kJ，油酸甘油酯的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為()A．3.8×104kJ·mol－1 B．－3.8×104kJ·mol－1C．3.4×104kJ·mol－1 D．－3.4×104kJ·mol－1[答案]D[解析]油酸甘油酯的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為－eq\f(3.8×104kJ,1000g)×884g·mol－1≈－3.4×104kJ·mol－1。8．已知H2的燃燒熱為－285.8kJ?mol－1，CO的燃燒熱為－282.8kJ?mol－1?，F(xiàn)有H2和CO組成的混合氣體56.0L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)充分燃燒后，共放出熱量710.0kJ，并生成液態(tài)水。下列說法正確的是()A．CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式為2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－282.8kJ?mol－1B．H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－285.8kJ?mol－1C．燃燒前的混合氣體中，H2的體積分?jǐn)?shù)為40%D．混合氣體燃燒后與足量的過氧化鈉反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為2NA[答案]C[解析]一氧化碳燃燒熱為－282.8kJ?mol－1，熱化學(xué)方程式為CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－282.8kJ?mol－1，故A錯(cuò)誤；選項(xiàng)中水應(yīng)為液態(tài)，故B錯(cuò)誤；依據(jù)氫氣和一氧化碳燃燒熱的熱化學(xué)方程式計(jì)算，設(shè)氫氣物質(zhì)的量為xmol，一氧化碳物質(zhì)的量為ymol，氣體總物質(zhì)的量為2.5mol，則x＋y＝2.5，放出的總熱量為710kJ，285.8x＋282.8y＝710，計(jì)算得到x＝1，y＝1.5，燃燒前混合氣體中H2的體積百分?jǐn)?shù)＝eq\f(1,2.5)×100%＝40%，故C正確；氫氣1mol、CO1.5mol，則生成水和二氧化碳分別為1mol和1.5mol，據(jù)H2O、CO2和過氧化鈉反應(yīng)的方程式分析，可知能反應(yīng)掉過氧化鈉的物質(zhì)的量為2.5mol，Na2O2與水的反應(yīng)為歧化反應(yīng)，1mol過氧化鈉轉(zhuǎn)移1mol電子，Na2O2與二氧化碳的反應(yīng)為歧化反應(yīng)，1mol過氧化鈉轉(zhuǎn)移1mol電子，則該過程轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2.5mol，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為2.5NA，故D錯(cuò)誤。故選C。9．已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2220kJ·mol－1請(qǐng)根據(jù)上面兩個(gè)熱化學(xué)方程式，回答下列問題：(1)H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為，C3H8的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為。(2)1molH2和2molC3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為。(3)現(xiàn)有H2和C3H8的混合氣體共5mol，完全燃燒時(shí)放熱3847kJ，則在混合氣體中H2和C3H8的體積比是。[答案](1)－285.8kJ·mol－1－2220kJ·mol－1(2)4725.8kJ(3)3∶1[解析](2)完全燃燒釋放的總能量的計(jì)算式為Q放＝1mol×285.8kJ·mol－1＋2mol×2220kJ·mol－1＝4725.8kJ。(3)設(shè)H2、C3H8的物質(zhì)的量分別為n1、n2，則有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(n1＋n2＝5mol,n1×285.8kJ·mol－1＋n2×2220kJ·mol－1＝3847kJ))解得n1＝eq\f(15,4)moln2＝eq\f(5,4)mol，在相同p、T時(shí)，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。10．為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，進(jìn)行化工設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，并采取相應(yīng)措施?；瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱通常