Question

19．（1）广州亚运会“潮流”火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料．
①如图是一定量丙烷（C₃H₈）完全燃烧生成CO₂和1mol H₂O（l）过程中的能量变化图，请在附图中的括号内填入“+”或“-”．
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol．
③二甲醚（CH₃OCH₃）是一种新型燃料，应用前景广阔．1mol二甲醚完全燃烧生成CO₂和液态水放出1455kJ热量．若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO₂和液态水共放出1645kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为1：3．
（2）盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分数步完成，整个过程的总热效应相同．试运用盖斯定律回答下列问题：
已知：H₂O（g）=H₂O（l）△H₁=-Q₁ kJ/mol   C₂H₅OH（g）=C₂H₅OH （l）△H₂=-Q₂ kJ/mol
C₂H₅OH （g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₃=-Q₃ kJ/mol
若使23g液态无水酒精（C₂H₅OH）完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为0.5（Q₃-Q₂+3Q₁）kJ．

Answer 1

分析 （1）①丙烷燃烧反应是放热的，所以△H＜0；
②分析图象得到生成1mol水的焓变△H=-553.75KJ/mol，依据热化学方程式书写方法写出，注意物质聚集状态，对应量下的焓变；
③依据热化学方程式结合混合气体物质的量和放热列式计算得到二甲醚和丙烷物质的量之比；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式，23态无水酒精物质的量=$\frac{23g}{46g/mol}$=0.5mol，结合热化学方程式的意义来回答．

解答 解：（1）①图象是一定量丙烷完全燃烧生成CO₂和1mol H₂O（l）过程中的能量变化图，丙烷燃烧反应是放热的，所以△H=-553.75KJ/mol；故答案为：-；
②丙烷完全燃烧生成CO₂和1mol H₂O（l）过程中的能量变化图，反应放热△H=-553.75KJ/mol；则写出的热化学方程式为：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol，故答案为：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol；
③1mol二甲醚完全燃烧生成CO₂和液态水放出1455kJ热量．若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO₂和液态水共放出1645kJ热量，
设1mol混合气体中二甲醚物质的量x，丙烷物质的量为1-x，C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）；△H₁=-2215.0 kJ/mol，得到丙烷燃烧放热（1-x）2215KJ；依据条件得到：1645KJ-1455xKJ=（1-x）2215KJ，计算得到x=0.75，则混合丙烷物质的量为0.25mol，则混合气体中丙烷和二甲醚物质的量之比=0.25：0.75=1：3，故答案为：1：3；
（2）①a、H₂O（g）═H₂O（l）△H₁=-Q₁ kJ/mol
b、C₂H₅OH（g）═C₂H₅OH（l）△H₂=-Q₂ kJ/mol
c、C₂H₅OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₃=-Q₃ kJ/mol
依据盖斯定律计算c-3a+b得到，C₂H₅OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₃=-（ Q₃-3Q₁+Q₂） kJ/mol，23态无水酒精物质的量=$\frac{23g}{46g/mol}$=0.5mol完全燃烧，生成气态CO₂和液态H₂O的热化学方程式为：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₃=-（ Q₃-3Q₁+Q₂） kJ/mol；
故答案为：0.5（Q₃-Q₂+3Q₁）．

点评 本题考查了化学反应与能量、物质稳定性的判断，题目难度中等，注意把握盖斯定律的含义及其应用方法．