第一章第一节化学反应与能量的变化四、习题参考(一)参考答案1. 化学反应过程中所释放或吸收的能量,叫做反应热,在恒压条件下,它等于反应前后物质的焓变,符号是ΔH,单位是kJ/mol。
例如1 mol H2 (g)燃烧,生成1 mol H2O(g),其反应热ΔH= kJ/mol。
2. 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键,重新组合成生成物的分子。
旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量。
当反应完成时,若生成物释放的能量比反应物吸收的能量大,则此反应为放热反应;若生成物释放的能量比反应物吸收的能量小,反应物需要吸收能量才能转化为生成物,则此反应为吸热反应。
(二)补充习题1.下列说法不正确的是()。
A.放热反应不需加热即可发生B.化学反应过程中的能量变化除了热能外,也可以是光能、电能等C.需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应D.化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关2.将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。
该现象说明了()。
A.该反应是吸热反应B.该反应是放热反应C.铁粉和硫粉在常温下难以发生反应D.生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量3.沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。
mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445 kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是()。
4. 下列关系式中正确的是A.a<c <0 B.b>d>0 C.2a=b<0 D.2c=d>0参考答案1.A;2.B、C;3.C;4. C。
第二节燃烧热能源四、习题参考(一)参考答案1. 在生产和生活中,可以根据燃烧热的数据选择燃料。
如甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、氢气的燃烧热值均很高,它们都是良好的燃料。
2. 化石燃料蕴藏量有限,不能再生,最终将会枯竭,因此现在就应该寻求应对措施。
措施之一就是用甲醇、乙醇代替汽油,农牧业废料、高产作物(如甘蔗、高粱、甘薯、玉米等)、速生树木(如赤杨、刺槐、桉树等),经过发酵或高温热分解就可以制造甲醇或乙醇。
由于上述制造甲醇、乙醇的原料是生物质,可以再生,因此用甲醇、乙醇代替汽油是应对能源危机的一种有效措施。
3. 氢气是最轻的燃料,而且单位质量的燃烧热值最高,因此它是优异的火箭燃料,再加上无污染,氢气自然也是别的运输工具的优秀燃料。
在当前,用氢气作燃料尚有困难,一是氢气易燃、易爆,极易泄漏,不便于贮存、运输;二是制造氢气尚需电力或别的化石燃料,成本高。
如果用太阳能和水廉价地制取氢气的技术能够突破,则氢气能源将具有广阔的发展前景。
4. 甲烷是一种优质的燃料,它存在于天然气之中。
但探明的天然气矿藏有限,这是人们所担心的。
现已发现海底存在大量水合甲烷,其储量约是已探明的化石燃料的2倍。
如果找到了适用的开采技术,将大大缓解能源危机。
5. 柱状图略。
关于如何合理利用资源、能源,学生可以自由设想。
在上述工业原材料中,能源单耗最大的是铝;产量大,因而总耗能量大的是水泥和钢铁。
在生产中节约使用原材料,加强废旧钢铁、铝、铜、锌、铅、塑料器件的回收利用,均是合理利用资源和能源的措施。
6. 公交车个人耗油和排出污染物量为私人车的1/5,从经济和环保角度看,发展公交车更为合理。
(二)补充习题1.下列性质中,能说明乙醇宜作燃料的是()。
①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境③乙醇是一种再生能源④燃烧时放出大量的热A①②③ B.①②④ C.①③④D.②③④2. g 火箭燃料二甲基肼(CH3-NH-NH-CH3)完全燃烧,放出50 kJ热量,则二甲基肼的燃烧热为()。
A 1 000 kJ/molB 1 500 kJ/mol C.2 000 kJ/mol D.3 000 kJ/mol3.甲醇属于可再生能源,可代替汽油作为汽车燃料。
下列热化学方程式中的反应热能正确表示甲醇燃烧热的是()。
4.家用液化气中主要成分之一是丁烷,当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时,放出热量5×105 kJ。
试写出丁烷燃烧的热化学方程式。
5.为减少大气污染,一些城市公共汽车逐步使用CNG(压缩天然气)清洁燃料,实验测得0.16 g该气体燃料,完全燃烧生成224 mL CO2(标准状况)和0.36 g液态水,并放出 kJ的热量。
请写出:CNG的化学式,其完全燃烧的热化学方程式。
参考答案1.D;2.C;3.B。
第三节化学反应热的计算二、习题参考(一)参考答案1. C(s)+O2 (g) == CO2 (g)ΔH= kJ/molmol C完全燃烧,ΔH= mol× kJ/mol)= kJ/mol2. H2 (g)的燃烧热ΔH= kJ/mol欲使H2完全燃烧生成液态水,得到1 000 kJ的热量,需要H21 000 kJ÷ kJ/mol= mol3. 设S的燃烧热为ΔHS(s)+O2 (g) == SO2 (g)32 g/mol ΔH4 g -37 kJΔH=32 g/mol×(-37 kJ)÷4 g=-296 kJ/mol4. 设CH4的燃烧热为ΔHCH4 (g)+O2 (g) == CO2 (g)+2H2O(g)16 g/mol ΔH1 g kJΔH=16 g/mol× kJ)÷1 g= kJ/mol5. (1)求 mol C2H2完全燃烧放出的热量QC2H2 (g)+5/2O2 (g) == 2CO2 (g)+H2O(l)26 g/mol ΔHg kJΔH=26 g/mol× kJ)÷ g=-1 kJ/molQ= mol×(-1 kJ/mol)=-3 kJ≈-3 880 kJ(2)从4题已知CH4的燃烧热为 kJ/mol,与之相比,燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多。
6. 写出NH3燃烧的热化学方程式NH3 (g)+5/4O2 (g) == NO2 (g)+3/2H2O(g)将题中(1)式乘以3/2,得:3/2H2 (g)+3/4O2 (g) == 3/2H2O(g)3/2ΔH1=3/2× kJ/mol)= kJ/mol将题中(2)式照写:1/2N2 (g)+O2 (g) == NO2 (g) ΔH2=+ kJ/mol 将题中(3)式反写,得NH3 (g) == 1/2N2 (g)+3/2H2 (g) -ΔH3= kJ/mol再将改写后的3式相加,得:7. 已知1 kg人体脂肪储存32 200 kJ能量,行走1 km消耗170 kJ,求每天行走5 km,1年因此而消耗的脂肪量:170 kJ/km×5 km/d×365 d÷32 200 kJ/kg= kg8. 此人脂肪储存的能量为×105 kJ。
快速奔跑1 km要消耗420 kJ能量,此人脂肪可以维持奔跑的距离为:×105 kJ÷420 kJ/km=1 000 km9. 1 t煤燃烧放热×107 kJ50 t水由20 ℃升温至100 ℃,温差100 ℃-20 ℃=80 ℃,此时需吸热:50×103 kg×80 ℃× kJ/(kg·℃)= 6×107 kJ锅炉的热效率= 6×107kJ÷×107 kJ)×100%=%10. 各种塑料可回收的能量分别是:耐纶5 m3××104 kJ/m3=21×104 kJ聚氯乙烯50 m3××104 kJ/m3=80×104 kJ丙烯酸类塑料5 m3××104 kJ/m3=9×104 kJ聚丙烯40 m3××104 kJ/m3=60×104 kJ将回收的以上塑料加工成燃料,可回收能量为21×104 kJ+80×104 kJ+9×104 kJ+60×104 kJ=170×104 kJ=×106 kJ (二)补充习题1.已知25 ℃、101 kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=- kJ/molC(金刚石)+O2(g)=CO2(g)ΔH=- kJ/mol据此判断,下列说法中正确的是()。
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低B.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高C.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低D.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高2.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=- kJ/mol,CO(g)+1/2O2(g)=2CO2(g)ΔH=- kJ/mol。
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出 kJ热量,同时生成 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为()。
A. 2∶1B. 1∶2C.1∶1D.2∶33.由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热 kJ,写出该反应的热化学方程式:_______。
若1 g水蒸气转化成液态水放热 kJ,则反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)的ΔH =____ kJ/mol。
氢气的燃烧热为____kJ/mol。
4.火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮作氧化剂,它们相互反应生成氮气和水蒸气。
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+ kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534 kJ/mol则N2H4和NO2反应的热化学方程式为_____________________。
5.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890 kJ/mol,现有CH4和CO的混合气体共 mol,完全燃烧后,生成CO2气体和18 g液态H2O,并放出515 kJ热量, CO燃烧的热化学方程式为______________,写出求算过程。
参考答案1.A;2.C。
3.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH= kJ/mol,提示:可将反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)看成两步:H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g)和H2O(g)=H2O(l),问题就迎刃而解。
4.2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g);ΔH=-1 kJ/mol 5.解:由于CO燃烧只生成CO2,故18 g液态水均由CH4燃烧产生,若生成18 g 液态水放出的热量为x,用去CH4的量为y,则有:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890 kJ/mol1 mol 2×18g 890 kJ/moly 18 g xx=445 kJ/mol 故由CO燃烧放出的热量为:515 kJ-445 kJ=70 kJy=05 moln(CO)= mol= mol则CO燃烧的热化学方程式为:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-560 kJ/mol第二章第一节化学反应速率四、习题参考(一)参考答案2. 1∶3∶2。