高中化學《化學反應的快慢和限度-化學反應中的能量變化》學案14 魯科版必修

1、化學反應中的能量變化應用習題精練1.有專家提出，如果對燃料燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合，使之變成CH4、CH3OH、NH3等的構思(如圖1-1)能夠實現(xiàn)，那么不僅可以消除對大氣的污染，還可以節(jié)約燃料，緩解能源危機，在此過程中太陽能最終轉化為( )A.化學能 B.生物能C.熱能 D.電能圖1-1解析：CO2、H2O、N2轉化為燃料時將太陽能轉化為化學能,燃料燃燒時又將化學能轉化為熱能。答案：C2.2003年10月15日，我國“神舟”五號載人飛船成功發(fā)射。航天飛船是用鋁粉與高氯酸銨的混合物為固體燃料，點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反應：2NH4ClO4N2+4H2O+C

2、l2+2O2;H-57.3 kJmol-1；而H2SO4稀釋時要放出熱量，所以H2-57.3 kJmol-1,故D符合題意。答案：D7.(2010江蘇鎮(zhèn)江高三模擬) 分析圖1-2的能量變化示意圖，確定下列選項中正確的是 ( )圖1-2A.2A(g)+B(g)=2C(g)；H0 B.2A(g)+B(g)=2C(g)；H0C.2A+B=2C；H0 D.2C=2A+B；H0解析：本題考查化學反應吸熱、放熱的原因及表示。若反應物所具有的總能量生成物的總能量，該反應為放熱反應，H為“-”或“H0”；反之為吸熱反應。由圖知E(2 A+B)E(C)，該反應2 A(g)+B(g)=2C(g)為放熱反應(H0)

3、，A正確、B錯誤。又因熱化學方程式必須注明物質狀態(tài)，故C、D錯誤。答案：A8.分析某種煤氣的體積組成如下：H2 50%、CH4 30%、CO 10%、N2 6%、CO2 4%。已知：H2(g)+O2(g)=H2O(l);H=285.8 kJmol-1CO(g)+O2(g)=CO2(g);H=282.6 kJmol-1CH4(g)+2O2(g)=CO2 (g)+2H2O(l);H=890.3 kJmol-1則在標準狀況下，224 L該種煤氣燃燒時放出的熱量為( )A.1461.7 Kj B.4382.5 kJC.4665.1 kJ D.5811.5 kJ解析：本題考查熱化學方程式的計算。由題意知

4、224 L該種煤氣中含H2：(224 L50%)22.4 Lmol-1=5 mol，完全燃燒放出熱量為5 mol 285.8 kJmol-1=1429 kJ；同理CO放熱(224 L10%)22.4 Lmol-1282.6 kJmol-1=282.6 kJ；CH4放熱(224 L30%)22.4 Lmol-1890.36 kJmol-1=2670.9 kJ；三者之和為4382.5 kJ，B正確。答案：B9.火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水。當它們混合反應時，即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量熱。已知0.4 mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出2

5、56.652 kJ的熱量。(1)反應的熱化學方程式為_。(2)又已知H2O(l)=H2O(g)；H=+44 kJmol-1，由16 g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量是_kJ。(3)此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是_。解析：(1)由反應時電子得失分析：N2H4N2N2失去4e-；H2O22H2O得到2e-。書寫熱化學方程式時必須注明物質的聚集狀態(tài)和反應總的熱量變化情況。N2H4的反應熱為256.652 kJ=641.63 kJmol-1。(2)16 g肼的物質的量為0.50 mol，與N2H4完全反應生成液態(tài)水時放出的總熱量為：Q=641.

6、63 kJmol-10.50 mol+40.50 mol44 kJmol-1=408.815 kJ。答案：(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g);H=-641.63 kJmol-1 (2)408.815 (3)產(chǎn)物不會造成環(huán)境污染10.城市使用的燃料，現(xiàn)大多為煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣，它由煤炭與水(蒸氣)反應制得，故又稱水煤氣。(1)試寫出制取水煤氣的主要化學反應式：_。(2)液化石油氣主要成分是丙烷，丙烷燃燒的熱化學方程式為C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)；H=-2 220.0 kJmol-1已知CO氣體

7、燃燒的熱化學方程式為CO(g)+O2(g)=CO2(g)；H=-282.57 kJmol-1試比較同物質的量的C3H8和CO燃燒，產(chǎn)生的熱量比值約為_。(3)已知氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H=-571.6 kJmol-1試比較同質量的氫氣和丙烷燃燒，產(chǎn)生的熱量比值約為_。(4)氫氣是未來的能源，除產(chǎn)生的熱量大之外，還具有的優(yōu)點是_。解析：本題結合當前城市使用的燃料，來考查學生對熱化學反應方程式的熱量計算，考點新穎，知識難度系數(shù)較小。學生若細心、認真領悟題意，應該能給出理想答案。答案：(1)C+H2O(g)CO+H2(2)395(3)145(4)來源豐富，

8、單位質量氫氣產(chǎn)生熱量大，無污染11.資料：管道煤氣的主要成分是氫氣、一氧化碳和甲烷，熱值15.6 MJkg-1，每立方米是0.90元，液化氣是C3C4的烷烯烴，熱值47.3 MJkg-1，每千克2.60元，水的比熱容為4.18 kJ(kg)-1。(1)將一壺水(以4 L計)，從25 加熱至100 ，用液化氣和管道煤氣，哪一種更合算？(熱量利用率以70%計)(2)你認為用液化氣好還是用管道煤氣好？簡述你的理由。解析：由Q=mct可得4 kg水從25 至100 需吸收熱量Q=75 4.18 kJ(kg )-14 kg=1254 kJ，若用液化氣需吸收熱量70%m47 MJkg-1103=1254 kJm=0.04 kg，成本為0.04 kg2.60元/kg=0.104元，若用管道煤氣70%V15.6