①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
②化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
③直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
④固体煤变为气体燃料后，燃烧效率更低
A．①④ B．②③④
C．②③ D．①③④
解析：选A。化石燃料充分燃烧的条件是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气要适当过量，①不正确；固体煤变为气体燃料后，接触面积增大，燃烧更充分，燃烧效率更高，④不正确。
2．(2014年金华高一检测)下列说法正确的是( )
A．反应热就是反应中放出的能量
B．在一定条件下，1 g碳燃烧所放出的热量为碳的热值
C．由C(石墨)?→C(金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ?mol－1可知，金刚石比石墨稳定
D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多
解析：选D。反应过程中所放出或吸收的热都是反应热，因此A错；在一定条件下，单位质量的物质完全燃烧时的热效应叫做该物质的热值，B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳，B是错误的；比较稳定性应比较其能量的高低，而不是硬度的大小，由C(石墨)?→C(金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ?mol－1可知，金刚石能量高，不稳定；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，D是正确的。
3．在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ?mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ?mol－1
由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为( )
A．2912 kJ B．2953 kJ
C．3236 kJ D．3867 kJ
解析：选B。释放的热量为1 mol×283 kJ?mol－1＋3 mol×890 kJ?mol－1＝2953 kJ。
4．(2014年漳州高一检测)已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出X kJ热量。已知单质碳的热值为－Y12 kJ?g－1，则C与1 mol O2反应生成CO时的反应热ΔH为( )
A．－Y kJ?mol－1
B．－(10X－Y) kJ?mol－1
C．－(5X－0.5Y) kJ?mol－1
D．＋(10X－Y) kJ?mol－1
解析：选B。设用于生成CO2和CO的氧气的物质的量分别为a和b。
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－Y kJ?mol－1
1 1
a a
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝Q kJ?mol－1
1 1
2b b
a＋2b＝3.6 g/12 g?mol－1a＋b＝6.4 g/32 g?mol－1
a＝0.1 mol b＝0.1 mol
－0.1Y＋0.1Q＝－X
Q＝－(10X－Y)。
5．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652 kJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)又知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ?mol－1，则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________kJ。
(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是________________________________________________________________________。
解析：此题考查了氧化还原方程式和热化学方程式的书写、反应热的计算以及分析问题的能力。
(1)1 mol液态肼发生上述反应时放出的热量为256.652 kJ×1 mol0.4 mol＝641.63 kJ，则液态肼与液态双氧水发生上述反应的热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63 kJ?mol－1。
(2)由H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ?mol－1，可知4 mol H2O由气态变为液态时，放出4×44 kJ的热量，则1 mol 液态肼反应生成液态水时放出的热量为641.63 kJ＋4×44 kJ＝817.63 kJ，进一步可得液态肼与液态双氧水反应生成液态水时的热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－817.63 kJ?mol－1，据此可计算出16 g液态肼与液态双氧水反应时放出的热量为817.63 kJ?mol－1×16 g32 g?mol－1＝408.815 kJ。
答案：(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.63 kJ?mol－1
(2)408.815
(3)产物不污染环境
一、单项
1．(2014年宁波高一检测)下列过程中一定释放出能量的是( )
A．化合反应 B．分解反应
C．分子拆成原子 D．原子组成分子
解析：选D。由原子组成分子的过程中要形成化学键，同时释放能量。
2．在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。下列热化学方程式正确的是( )
A．CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋725.8 kJ?mol－1
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1452 kJ?mol－1
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－725.8 kJ?mol－1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝＋1452 kJ?mol－1
解析：选B。1 mol甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量为1 mol×32 g?mol－1×22.68 kJ1 g≈725.8 kJ，则2 mol甲醇燃烧放出的热量约为1452 kJ。A、D两选项中，ΔH不应为正值，C选项中ΔH数值不正确，与化学计量数不对应。
3．已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ?mol－1,2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－Q2 kJ?mol－1,2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－Q3 kJ?mol－1，常温下取体积比为4∶1的CH4和H2混合气11.2 L(化算为标准状况时)经完全燃烧后恢复至常温，放出的热量是( )
A．0.4Q1＋0.05Q3 B．0.4Q1＋0.05Q2
C．0.4Q1＋0.1Q3 D．0.4Q1＋0.2Q2
解析：选A。放出的热量为11.2 L22.4 L?mol－1×45×Q1＋11.2 L22.4 L?mol－1×15×12×Q3＝0.4Q1＋0.05Q3。
4．(2014年莆田高一检测)已知H?H键能为436 kJ?mol－1，H?N键能为391 kJ?mol－1，根据化学方程式：N2＋3H2=====高温、高压催化剂2NH3，1 mol N2完全反应放出的热量为92.4 kJ。则N≡N的键能是( )
A．431 kJ?mol－1 B．945 kJ?mol－1
C．649 kJ?mol－1 D．869 kJ?mol－1
解析：选B。断键吸收能量Q吸＝1 mol×E(N≡N)＋3 mol×436 kJ?mol－1，成键放出能量Q放＝6 mol×391 kJ?mol－1，所以Q放－Q吸＝92.4 kJ，解得E(N≡N)＝945 kJ?mol－1。
5．已知化学反应2C(s)＋O2(g)=====点燃2CO(g),2CO(g)＋O2(g)=====点燃2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是( )
A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
解析：选A。放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，C＋O2=====点燃CO2必然是放热反应。因此，B、C两项的说法正确。12 g C并不代表反应物的全部，O2也是反应物，所以A项的说法不正确。由于C??→O2CO放出热量，CO??→O2CO2放出热量，所以C??→O2CO2比C??→O2CO放出的热量要多，即D项说法也是正确的。
6．(2014年无锡高一检测)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ?mol－1)：P?P：198，P?O：360，O===O：498，则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应热ΔH为( )
A．－1638 kJ?mol－1 B．＋1638 kJ?mol－1
C．－126 kJ?mol－1 D．＋126 kJ?mol－1
解析：选A。由反应方程式知，该反应的能量变化包括1 mol P4、3 mol O2断裂键吸收的能量和1 mol P4O6成键放出的能量。由各物质的分子结构知，1 mol P4含6 mol P?P键，3 mol O2含3 mol O===O键，1 mol P4O6含12 mol P?O键，故ΔH＝198 kJ?mol－1×6＋498 kJ?mol－1×3－360 kJ?mol－1×12＝－1638 kJ?mol－1。
二、不定项
7．下列对热化学方程式1/2H2(g)＋1/2I2(g)===HI(g) ΔH＝＋26 kJ?mol－1的叙述中，正确的是( )
A．1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要吸收26 kJ的热量
B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52 kJ的热量
C．1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol的HI(g)需吸收52 kJ的热量
D．1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应放出26 kJ的热量
解析：选C。热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量的、一定聚集状态的反应物完成反应生成一定聚集状态的生成物时的放热、吸热情况。在A、B、D三个选项中均未指明生成物的状态；且D将反应错认为是放热反应；A则未将反应的化学计量数与ΔH正确对应起来；B则无视热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数的前提。因此合理答案只有C。
8．(2014年徐州高一检测)航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为：2NH4ClO4=====点燃N2↑＋4H2O＋Cl2↑＋2O2↑(ΔH<0)。下列对此反应的叙述错误的是( )
A．上述反应属于分解反应
B．上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
C．反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能
D．在反应中高氯酸铵只能起氧化剂作用
9．以NA代表阿伏加德罗常数，C2H2(g)＋52O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1300 kJ?mol－1，则关于热化学方程式的说法正确的是( )
A．有10NA个电子转移时，该反应放出1300 kJ的能量
B．有NA个水分子生成且为液态时，放出1300 kJ的能量
C．有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300 kJ的能量
D．有8NA个碳氧共用电子对生成时，吸收1300 kJ的能量
解析：选AB。2 mol CO2中有8 mol碳氧共用电子对，即8NA个，C不正确。D应放出1300 kJ的能量。
10．已知：①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量 ②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量 ③由氢原子和氯原子形成1 mol HCl时释放431 kJ的能量。下列叙述正确的是( )
A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
B．氢气与氯气反应生成2 mol的氯化氢气体，反应的ΔH＝183 kJ?mol－1
C．氢气与氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183 kJ?mol－1
D．氢气与氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－91.5 kJ?mol－1
解析：选CD。书写热化学方程式时除标明反应物和生成物的聚集状态外，还必须标明与化学计量数相对应的热量变化值，A项不正确；由已知条件知生成2 mol HCl气体时反应物的总键能为436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，而2 mol HCl的键能为2×431 kJ＝862 kJ，所以生成2 mol HCl反应的过程中放出的热量为ΔH＝－183 kJ?mol－1；D项中反应的ΔH＝－91.5 kJ?mol－1。
三、非选择题
11．天然气的主要成分是CH4，甲烷燃烧时的能量变化如图所示，已知每摩尔水由气态变为液态时放出44 kJ的能量。请回答下述问题：
(1)甲烷燃烧生成液态水的热化学方程式为______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)8 g CH4完全燃烧时生成液态水放出的热量是__________kJ。
解析：由图知1 mol CH4完全燃烧生成气态水时放出热量为(882－80) kJ＝802 kJ，反应中生成的2 mol气态水液化时放出热量44 kJ×2＝88 kJ，故ΔH＝－890 kJ?mol－1。
答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ?mol－1 (2)445
12．某些化学键的键能如下表所示(kJ?mol－1)：
键H?HBr?BrI?ICl?ClH?ClH?IH?Br
键能436193151247431299356
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量________kJ。
(2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是________。
a．Cl2>Br2>I2 b．I2>Br2>Cl2
预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热________。
解析：本题涉及键能与吸、放热的关系。考查了键能与反应热的定量关系。
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成HCl 2 mol。则放出热量：431 kJ?mol－1×2 mol－436 kJ?mol－1×1 mol－247 kJ?mol－1×1 mol＝179 kJ。
(2)由公式ΔH＝E(反应物总键能)－E(生成物总键能)计算可得，H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中燃烧放热最少。根据表中数据推测知H2在F2中比在Cl2中燃烧放热多。
答案：(1)179 (2)a 多
13．已知：C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－398.41 kJ/mol
若取金刚石和石墨混合物1 mol在O2中完全燃烧，产生热量Q kJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为__________________________(用含Q的代数式表示)。
14．已知C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol。煅烧1.00 mol CaCO3生成CaO和CO2，需要吸收177.7 kJ的热量。如果这些热量全部由C燃烧来提供，从理论上计算，煅烧10.0 mol CaCO3需要燃烧C的质量。
解析：10.0 mol CaCO3分解所吸收的热量与一定质量的C燃烧放出的热量相等。
煅烧10.0 mol CaCO3需要吸收的热量为：
177．7 kJ/mol×10.0 mol＝1777 kJ
设需要燃烧C的质量为x。
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
12 g 393.5 kJ
x 1777 kJ
12 g∶393.5 kJ＝x∶1777 kJ
x＝12 g×1777 kJ÷393.5 kJ＝54.19 g
故需要燃烧C的质量为54.19 g。
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