Question

13．已知CH_4（g）+2O_2（g）═CO_2（g）+2H₂O_（l）；△H₁=-Q₁kJ•mol^-1，
2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（g）；△H₂=-Q₂ kJ•mol^-1，
H₂O_（l）=H₂O_（g）；△H₃=Q₃ kJ•mol^-1．
取體積比4：1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標準狀況下），經(jīng)完全燃燒后恢復至室溫，則放出的熱量為（　�。�

• A． 0.4Q₁+0.1Q₃+0.1 Q₂
• B． 0.4 Q₁+0.05 Q₂+0.1 Q₃
• C． 0.4 Q₁+0.1 Q₃-0.05 Q₂
• D． -0.4 Q₁-0.05 Q₂-0.1 Q₃

Answer 1

分析 已知①2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（g）；△H₂=-Q₂ kJ•mol^-1，②H₂O_（l）=H₂O_（g）；△H₃=Q₃ kJ•mol^-1，利用蓋斯定律將①-2×②可得2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（l）；△H₂=（-Q₂-2Q₃）kJ•mol^-1，又知CH_4（g）+2O_2（g）═CO_2（g）+2H₂O_（l）；△H₁=-Q₁kJ•mol^-1，可結(jié)合熱化學方程式計算體積比4：1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標準狀況下），經(jīng)完全燃燒后恢復至室溫放出的熱量．

解答 解：甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（已折合成標準狀況），所以甲烷和氫氣的混合氣體的總的物質(zhì)的量為n=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
甲烷和氫氣的體積比為4：1，所以甲烷的物質(zhì)的量為0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol，氫氣的物質(zhì)的量為0.5mol-0.4mol=0.1mol．
由CH_4（g）+2O_2（g）═CO_2（g）+2H₂O_（l） △H₁=-Q₁kJ•mol^-1可知，
0.4mol甲烷燃燒放出的熱量為0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（l） △H₂=（-Q₂-2Q₃）kJ•mol^-1可知，
0.1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為0.1mol×$\frac{1}{2}$×（-Q₂-2Q₃）kJ•mol^-1=（-0.05 Q₂-0.1 Q₃）kJ；
則放出的熱量為-0.4 Q₁-0.05 Q₂-0.1 Q₃，
故選D．

點評 本題考查熱化學反應方程式的計算，為高頻考點，把握物質(zhì)的量與熱量的關系為解答的關鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意常溫下水為液態(tài)，題目難度不大．