Question

據(jù)報道，北京奧運(yùn)會“祥云”火炬燃料為丙烷，悉尼奧運(yùn)會火炬燃料為丁烷和丙烷混合氣．
（1）常溫、同壓下，等體積的丙烷和丁烷完全燃燒恢復(fù)到原狀態(tài)，生成二氧化碳的體積比為______
（2）已知丁烷的燃燒熱為2880kJ/mol，1mol丙烷和丁烷（物質(zhì)的量之比1：1）的混合氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為2550kJ．寫出丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式______．
（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.0mol丙烷和丁烷的混合氣和足量氧氣混合完全燃燒后，恢復(fù)至原狀態(tài)，混合氣體的體積減小了70.0L，混合氣體中丙烷和丁烷的體積比為______
（4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，a L的某丙烷和丁烷的混合氣體，在b L足量氧氣中完全燃燒后，恢復(fù)到原狀態(tài)體積為V L，所得氣體體積V為______（用a和b表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）常溫、同壓下，等體積的丙烷和丁烷物質(zhì)的量相同，依據(jù)碳元素守恒計(jì)算；
（2）依據(jù)丁烷燃燒熱寫出熱化學(xué)方程式，聚合混合物的物質(zhì)的量和放出熱量計(jì)算丙烷放出的熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫原則寫出；
（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水是液體根據(jù)化學(xué)方程式的定量系計(jì)算；
（4）根據(jù)（3）的計(jì)算結(jié)合碳元素守恒的特征計(jì)算得到關(guān)系式．
解答：解：（1）常溫、同壓下，等體積的丙烷和丁烷物質(zhì)的量相同，完全燃燒恢復(fù)到原狀態(tài)，水為液體，生成二氧化碳的體積比為物質(zhì)的量之比，依據(jù)碳元素守恒得到二氧化碳?xì)怏w的體積比為3：4；故答案為：3：4；
（2）丁烷的燃燒熱為2880kJ/mol，依據(jù)燃燒熱概念寫出熱化學(xué)方程式為：C₄H₁₀（g）+O₂（g）→4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-2880kJ/mol；
1mol丙烷和丁烷（物質(zhì)的量之比1：1）的混合氣中丙烷為0.5mol，丁烷為0.5mol；0.5mol丁烷放熱1440KJ，所以0.5mol丙烷燃燒放熱1110KJ；丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為；
C₃H₈（g）+5O₂（g）→3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2220KJ/mol，
故答案為：C₃H₈（g）+5O₂（g）→3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2220KJ/mol；
（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.0mol丙烷和丁烷的混合氣和足量氧氣混合完全燃燒后，恢復(fù)至原狀態(tài)，混合氣體的體積減小了70.0L，物質(zhì)的量為3.125mol；
設(shè)丙烷物質(zhì)的量為X，丁烷物質(zhì)的量為1-X；
C₃H₈（g）+5O₂（g）→3CO₂（g）+4H₂O（l）△n
1                                              3
X                                              3X                                
2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）→8CO₂（g）+10H₂O（l）  
2                                              7
1-X                                           3.5（1-X）
3X+3.5（1-X）=3.125
X=0.75mol
所以混合氣體中丙烷和丁烷的體積比=0.75：（1-0，75）=3：1，
故答案為：3：1；
（4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，a L的某丙烷和丁烷的混合氣體，在b L足量氧氣中完全燃燒后，恢復(fù)到原狀態(tài)體積為V L，所得氣體體積V依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算得到：
假設(shè)氣體全部是丙烷體積為a
C₃H₈（g）+5O₂（g）→3CO₂（g）+4H₂O（l）△V減小
1                                          3
a                                          3a
3a=a+b-V
V=b-2a           
假設(shè)氣體全部是丁烷體積為a
2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）→8CO₂（g）+10H₂O（l）△V減小
2                                              7
a                                            3.5a
3.5a=a+b-V
V=b-2.5a
a L的某丙烷和丁烷的混合氣體，在b L足量氧氣中完全燃燒后，恢復(fù)到原狀態(tài)體積為V L，所得氣體體積V為：b-2.5a＜V＜b-2a，
故答案為：b-2.5a＜V＜b-2a．
點(diǎn)評：本題考查了阿伏伽德羅定律的計(jì)算應(yīng)用，混合物的計(jì)算應(yīng)用和判斷，烷烴燃燒的熱化學(xué)方程式的書寫方法，燃燒熱的概念應(yīng)用，燃燒前后氣體體積的變化計(jì)算，題目難度中等．