《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修1人教版》

1. (2022·安徽安庆高二检测)能源是现代社会正常运转的基础。下列有关能源的认识错误的是 (B)

A.煤的气化、液化可提高能源的利用效率
B.天然气的主要成分是$CH_4$，属于可再生能源
C.开源节流、提高能源的利用效率是解决能源危机的措施
D.核能、风能、太阳能均属于新能源

答案： 1.$B$ 天然气为化石燃料，属于不可再生能源，B项错误。

2. 已知丙烷的摩尔燃烧焓$\Delta H = -2 215 kJ · mol^{-1}$，若一定量的丙烷完全燃烧后生成 1.8 g水，则放出的热量约为 (A)

A.55 kJ
B.220 kJ
C.550 kJ
D.1 108 kJ

答案： 2.$A$ 丙烷分子式是$C_3H_8$，摩尔燃烧焓为$\Delta H = -2215\ kJ· mol^{-1}$，则$1\ mol$丙烷完全燃烧会产生$4\ mol$水，放热$2215\ kJ$。$1.8\ g$水的物质的量为$0.1\ mol$，则消耗丙烷的物质的量为$0.025\ mol$，所以反应放出的热量为$0.025\ mol×2215\ kJ· mol^{-1}=55.375\ kJ$，则放出的热量约为$55\ kJ$，A项符合题意。

3. 在标准状况下的 11.2 L 甲烷完全燃烧生成$CO_2$和液态水放出 444.8 kJ 热量，能表示其摩尔燃烧焓的热化学方程式是$CH_4(g)+2O_2(g)\xlongequal\ CO_2(g)+2H_2O(l)\ \Delta H = -889.6\ kJ· mol^{-1}$。

答案： 3.$CH_4(g)+2O_2(g)\xlongequal\ CO_2(g)+2H_2O(l)\ \Delta H = -889.6\ kJ· mol^{-1}$

1. 已知：
①$CH_4(g) + 2O_2(g) = CO_2(g) + 2H_2O(l) \Delta H_1 = -Q_1 kJ/mol$；
②$2H_2(g) + O_2(g) = 2H_2O(g) \Delta H_2 = -2Q_2 kJ/mol$；
③$2H_2(g) + O_2(g) = 2H_2O(l) \Delta H_3 = -2Q_3 kJ/mol$。
常温下取体积比为 4 : 1 的甲烷和氢气共 11.2 L(已折合成标准状况)点燃，经完全燃烧恢复到常温，放出的热量(kJ)为$(0.4Q_1 + 0.1Q_3)\ kJ$。

答案： 1.答案$(0.4Q_1 + 0.1Q_3)\ kJ$
解析：甲烷和氢气的混合气体$11.2\ L$(已折合成标准状况)，即甲烷和氢气的混合气体的总物质的量为$n=\frac{V}{V_m}=\frac{11.2\ L}{22.4\ L/mol}=0.5\ mol$，甲烷和氢气的体积比为$4:1$，所以甲烷的物质的量为$0.5\ mol×\frac{4}{5}=0.4\ mol$，氢气的物质的量为$0.5\ mol - 0.4\ mol = 0.1\ mol$，由$CH_4(g)+2O_2(g)\xlongequal\ CO_2(g)+2H_2O(l)\ \Delta H = -Q_1\ kJ/mol$可知，$0.4\ mol$甲烷燃烧放出的热量为$0.4\ mol× Q_1\ kJ/mol = 0.4Q_1\ kJ$；由$2H_2(g)+O_2(g)\xlongequal\ 2H_2O(l)\ \Delta H_3 = -2Q_3\ kJ/mol$可知，$0.1\ mol$氢气燃烧生成液态水放出的热量为$\frac{1}{2}×0.1\ mol×2Q_3\ kJ/mol = 0.1Q_3\ kJ$，所以放出的热量为$(0.4Q_1 + 0.1Q_3)\ kJ$。

2. 发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧，已知下列热化学方程式：
①$H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) = H_2O(l) \Delta H_1 = -285.8 kJ · mol^{-1}$；
②$H_2(g) = H_2(l) \Delta H_2 = -0.92 kJ · mol^{-1}$；
③$O_2(g) = O_2(l) \Delta H_3 = -6.84 kJ · mol^{-1}$；
④$H_2O(l) = H_2O(g) \Delta H_4 = +44.0 kJ · mol^{-1}$。
(1)反应$H_2(l) + \frac{1}{2}O_2(l) = H_2O(g)$的反应热$\Delta H =$-237.46 kJ·mol⁻¹。
(2)若填装 1 吨液氢，在液氧中充分燃烧生成水蒸气，可为火箭提供1.19×10⁸kJ 的热量(保留三位有效数字)。

答案： 2.答案
(1)$-237.46\ kJ· mol^{-1}$
(2)$1.19×10^8$
解析：
(1)根据盖斯定律，将①$-$②$-$③$×\frac{1}{2}+$④可得目标反应的热化学方程式，其反应热$\Delta H=\Delta H_1-\Delta H_2-\Delta H_3×\frac{1}{2}+\Delta H_4$，代入数据计算可得$\Delta H = -237.46\ kJ· mol^{-1}$。
(2)设填装$1$吨液氢，在液氧中充分燃烧生成水蒸气，可为火箭提供的热量为$x$。
$H_2(l)+\frac{1}{2}O_2(l)\xlongequal\ H_2O(g)\ \Delta H = -237.46\ kJ· mol^{-1}$
$1\ mol$ $237.46\ kJ$
$1000\ kg×10^3/2\ g· mol^{-1}$ $x$
解得$x\approx1.19×10^8\ kJ$。