Question

15．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=-Q₃KJ/mol
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（　　）

• A． 放出的热量为（0.4Q₁+0.05Q₃）KJ
• B． 放出的热量为（0.4Q₁+0.05Q₂）KJ
• C． △H₂=△H₃
• D． △H₂＜△H₃

Answer 1

分析 A．根据混合气体的体积计算混合气体的物质的量，结合气体体积比计算甲烷、氢气的物质的量，再根据热化学反应方程式计算放出的热量；
B．经完全燃烧后恢复至常温，水为液态；
C．H₂O（g）→H₂O（l）为放热过程，所以Q₂＜Q₃，由于△H为负值，所以△H₂＞△H₃；
D．H₂O（g）→H₂O（l）为放热过程，所以Q₂＜Q₃，由于△H为负值，所以△H₂＞△H₃．

解答 解：A．甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），
所以甲烷和氢气的混合气体的总的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
甲烷和氢气的体积比为4：1，
所以甲烷的物质的量为0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol，
氢气的物质的量为0.5mol-0.4mol=0.1mol．
由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol可知，
0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol可知，
0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol×$\frac{1}{2}$×Q₃kJ/mol=0.05Q₃kJ，
所以放出的热量为0.4Q₁+0.05Q₃，
故A正确；
B．经完全燃烧后恢复至常温，水为液态，氢气按2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol计算，故B错误；
C．H₂O（g）→H₂O（l）为放热过程，所以Q₂＜Q₃，由于△H为负值，所以△H₂＞△H₃，故C错误；
D．H₂O（g）→H₂O（l）为放热过程，所以Q₂＜Q₃，由于△H为负值，所以△H₂＞△H₃，故D错误；
故选A．

点评 本题考查根据热化学方程式计算反应热，注意根据水的状态选择相应的热化学方程式计算反应热为解答本题的关键，题目难度中等．