题目内容

已知：CH4（g）+2O2（g）→CO2（g）+2H2O（g）△H=-Q1；
2H2（g）+O2（g）→2H2O（g）△H=-Q2；
H2O（g）→H2O（l）△H=-Q3
常温下，取体积比为4：1的甲烷和H2的混合气体112L（标准状况下）经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为（　　）
分析：根据盖斯定律书写生成甲烷、氢气生成液体水的热化学反应方程式，根据n=
V
Vm
计算混合气体的物质的量，结合体积分数计算甲烷、氢气各自物质的量，结合热化学方程式计算放出的热量．
解答：解：已知：①、CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H═-Q1；
②、2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H═-Q2；
③、H2O（g）=H2O（l）△H═-Q3；
根据盖斯定律，①+2×③得CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H═-Q1-2Q3，
根据盖斯定律，②+2×③的2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H═-Q2-2Q3，
112L体积比为4：1的甲烷和H2的混合气体的物质的量为
112L
22.4L/mol
=5mol，
故甲烷的物质的量我5mol×
4
5
=4mol，完全燃烧生成液体水放出的热量为（Q1+2Q3）×
4mol
1mol
=4（Q1+2Q3），
氢气的物质的量为5mol-4mol=1mol，完全燃烧生成液体水放出的热量为（Q2+2Q3）×
1mol
2mol
=0.5（Q2+2Q3），
故甲烷、氢气完全燃烧，放出的热量为：4（Q1+2Q3）+0.5（Q2+2Q3）=4Q1+0.5Q2+9Q3，
故选D．
点评：考查反应热的有关计算，难度中等，注意常温下生成的水是液态，利用盖斯定律书物质燃烧生成液态水的热化学方程式是解题关键．
练习册系列答案
相关题目
（2010?海淀区二模）近年我国汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气已成为重要的空气污染物．
（1）汽车内燃机工作时引起反应：N2（g）+O2（g）?2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一．
①该反应的平衡常数的表达式为K=
c2(NO)
c(N2)c(O2)
，
c2(NO)
c(N2)c(O2)
，
．
②T℃时，向容积为2L的密闭容器中充入10mol N2与5mol O2，2min后达到平衡，此时NO的物质的量为2mol，则O2的化学反应速率为
0.25mol/（L?min）
0.25mol/（L?min）
．
（2）一定量的NO发生分解的过程中，NO的转化率随时间变化的曲线如图所示．（已知：T1＜T2）①由此推知，反应 N2（g）+O2（g）?2NO（g）为（填“吸热”或“放热”）
放热
放热
反应．
②一定温度下，能够说明反应 N2（g）+O2（g）?2NO（g） 已达到平衡的是（填序号）
bc
bc
．
a．容器内的压强不发生变化       b．NO生成的速率和NO分解的速率相等
c．NO、N2、O2的浓度保持不变   d．单位时间内生成4mol NO，同时消耗2mol N2
（3）①当发动机采用稀薄燃烧时，尾气中的主要污染物为NOx，可用CxHy（烃）催化还原NOx消除氮氧化物的污染．
已知：CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H3=-867kJ?mol-1
则△H2=
-1160kJ?mol-1
-1160kJ?mol-1
．
②使用催化剂可以将汽车尾气的主要有害成分一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）转化为无毒气体，该反应的化学方程式为
2NOx+2xCO═2xCO2+N2
2NOx+2xCO═2xCO2+N2
．
随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫（SO2）排放量减少8%，氮氧化物（NOx）排放量减少10%．目前，消除大气污染有多种方法．
（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx．已知：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
．
（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）；△H＜0．
该反应的化学平衡常数表达式为K=
c(N2)?c2(CO2)
c2(CO)?c2(NO)
c(N2)?c2(CO2)
c2(CO)?c2(NO)
．若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图1所示．若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将
不
不
移动（填“向左”、“向右”或“不”）．20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图1所示的变化，则改变的条件可能是
②
②
（填序号）．
①加入催化剂　  ②降低温度　  ③缩小容器体积　  ④增加CO2的量
（3）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O═2H2SO4）．已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，则另一反应的离子方程式为
2Fe3++SO2+2H2 ═2Fe2++SO42-+4H+
2Fe3++SO2+2H2 ═2Fe2++SO42-+4H+
．
（4）肼（N2H4）用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977．写出肼与亚硝酸反应的化学方程式
N2H4+HNO2═NH3+2H2O
N2H4+HNO2═NH3+2H2O
．
（5）如图2所示装置可用于制备N2O5，则N2O5在电解池的
阳极
阳极
（填“阳极”或“阴极”）区生成，其电极反应式为
N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+
N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+
．
已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（1）△H1=-Q1 kJ/mol
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H2=-Q2 kJ/mol
2H2（g）+O2（g）═2H2O（1）△H3=-Q3J/kmol
常温下，取体积比为4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），经完全燃烧后恢复至常温，则下列说法正确的是（　　）
下列表述中正确的是（　　）
依据事实，写出下列反应的热化学方程式．
（1）在25℃、101kPa下，3molNO2气体与足量的水反应生成硝酸和NO气体放热138KJ．
3NO2（g）+H2O（l）=2HNO3（aq）+NO（g）△H=-138 kJ?mol-1
3NO2（g）+H2O（l）=2HNO3（aq）+NO（g）△H=-138 kJ?mol-1
．
（2）已知拆开1mol H-H键，1mol N-H键，1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92 kJ?mol-1
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92 kJ?mol-1
．
（3）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法．
已知：CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ?mol-1
CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=+247.4kJ?mol-1
请写出CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式
CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H=+165 kJ?mol-1
CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H=+165 kJ?mol-1
．

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