Question

20．常見的家用熱水器有太陽能熱水器、電熱水器、燃氣熱水器．若使用太陽能熱水器將12L水由20℃加熱到45℃，則水需要吸收太陽能1.26×10⁶J；若用天燃氣熱水器加熱，則需要完全燃燒0.03m³的天燃氣．寫出天燃氣燃燒的化學(xué)方程式CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O（已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），天燃氣的熱值為4.2×10⁷J/m³；不考慮能量轉(zhuǎn)換過程中的損失）

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，利用m=ρV求水的質(zhì)量；再利用Q_吸=cm△t求水吸收的太陽能；
（2）不考慮能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，天然氣完全燃燒釋放的熱量和水吸收的熱量相等，根據(jù)Q=Vq求出所需天然氣的體積；
（3）天然氣的主要成分是甲烷，甲烷在充分燃燒時產(chǎn)生二氧化碳和水，根據(jù)反應(yīng)寫出化學(xué)方程式．

解答 解：（1）水的體積：
V=12L=12dm³=0.012m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.012m³=12kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×12kg×（45℃-20℃）=1.26×10⁶J，
即水吸收的太陽能為1.26×10⁶J；
（2）因不考慮能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，
所以，天燃氣完全燃燒釋放的熱量Q_放=Q_吸=1.26×10⁶J，
由Q_放=Vq可得，需要天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.26×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.03m³；
（3）天然氣的主要成分是甲烷（CH₄），甲烷在充分燃燒時產(chǎn)生二氧化碳（CO₂）和水（H₂O），
則反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
故答案為：1.26×10⁶；0.03；CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．

點評 本題考查了密度公式和吸熱公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式的應(yīng)用以及寫出化學(xué)方程式，計算時要注意水體積單位的換算．