Question

7．氫氣、一氧化碳、烷烴均是常見(jiàn)的燃料．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）將1g H₂和32g O₂混合點(diǎn)燃，充分反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出143kJ熱量，相同條件下3mol H₂和32g O₂混合充分燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是572KJ．
（2）一定條件下，充分燃燒一定量的丁烷生成二氧化碳和氣態(tài)水時(shí)放出熱量Q kJ（Q＞0）．經(jīng)測(cè)定完全吸收該反應(yīng)生成CO₂需消耗5mol•L^-1的KOH溶液200mL，此時(shí)恰好生成正鹽．則此條件下反應(yīng)C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂═4CO₂（g）+5H₂O（g）的△H=-8QkJ/mol．
（3）現(xiàn)有CO、H₂和CO₂組成的混合氣體112L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），完全燃燒后放出的總能量為424.5kJ，且生成18g液態(tài)水，則混合氣體中H₂的體積為22.4L．
（4）在一定條件下，氫氣、丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572kJ•mol^-1
C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2220kJ•mol^-1
氫氣和丙烷的混合氣體4mol完全燃燒時(shí)放出熱量3078kJ，則氫氣和丙烷的體積比為3：1．

Answer 1

分析 （1）1g即0.5molH₂和32g即1molO₂混合點(diǎn)燃生成0.5molH₂O，充分反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出143kJ熱量，所以相同條件下3molH₂和32g O₂混合充分燃燒生成2molH₂O液態(tài)水，據(jù)此計(jì)算；
（2）KOH的物質(zhì)的量為0.2L×5mol/L=1mol，根據(jù)鉀離子守恒，故n（K₂CO₃）=1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，根據(jù)碳元素守恒由n（CO₂）=n（K₂CO₃）=0.5mol，根據(jù)碳元素守恒可知，丁烷的物質(zhì)的量為0.5mol×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$mol，即$\frac{1}{8}$mol丁烷放出的熱量大小為QkJ，據(jù)此計(jì)算；
（3）根據(jù)18g水，計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量，據(jù)此計(jì)算混合氣體中H₂的體積；
（4）先根據(jù)方程式求出H₂和C₃H₈的燃燒熱，設(shè)H₂的物質(zhì)的量為nmol，則C₃H₈的物質(zhì)的量為4mol-n，根據(jù)放出的熱量列方程式解答．

解答 解：（1）1g即0.5molH₂和32g即1molO₂混合點(diǎn)燃生成0.5molH₂O，充分反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出143kJ熱量，所以相同條件下3molH₂和32g O₂混合充分燃燒生成2molH₂O液態(tài)水放出的熱量為143×4=572KJ，故答案為：572KJ；
（2）KOH的物質(zhì)的量為0.2L×5mol/L=1mol，根據(jù)鉀離子守恒，故n（K₂CO₃）=1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，根據(jù)碳元素守恒由n（CO₂）=n（K₂CO₃）=0.5mol，根據(jù)碳元素守恒可知，丁烷的物質(zhì)的量為0.5mol×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$mol，即$\frac{1}{8}$mol丁烷放出的熱量大小為QkJ，故1mol丁烷完全燃燒放出的熱量為QkJ×8=8QkJ，故答案為：-8QkJ/mol；
（3）因?yàn)樯�成的H₂O是18g，是1mol，故消耗氫氣物質(zhì)的量為1mol，體積為22.4L，故答案為：22.4；
（4）設(shè)混合氣中H₂的物質(zhì)的量為n，則C₃H₈的物質(zhì)的量為4mol-n，由熱化學(xué)方程式可知1mol氫氣燃燒放出的熱量為286kJ，
根據(jù)題意，列方程為：286kJ/mol×n+2220.0kJ/mol×（4mol-n）=3078kJ，
解得：n=3mol，
C₃H₈的物質(zhì)的量為4mol-3mol=1mol，
所以混合氣體中H₂與C₃H₈的體積比即物質(zhì)的量之比為3mol：1mol=3：1，
故答案為：3：1．

點(diǎn)評(píng) 本題以熱化學(xué)反應(yīng)方程式為載體考查根據(jù)方程式計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析問(wèn)題、計(jì)算能力，熟練掌握基本公式并靈活運(yùn)用，題目難度不大．