Question

20．将4g甲烷和适量氧气混合后通入一密闭容器中，点燃使之恰好完全反应，待恢复到原温度后，测得反应前后压强分别为3.03×10⁵Pa和1.01×10⁵Pa，同时又测得反应共放出222，.5kJ热量．试根据上述实验数据，写出该反应的热化学方程式CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.0kJ/mol．

Answer 1

分析 4g甲烷的物质的量为：$\frac{4g}{16g/mol}$=0.25mol，将0.25mol CH₄（g）和适量氧气混合后通入密闭容器中，点燃使之完全燃烧，待恢复到原来温度时，测得反应前后压强分别为3.03×10⁵Pa和1.01×10⁵Pa，根据阿伏伽德罗定律：$\frac{{P}_{1}}{{P}_{2}}$=$\frac{{N}_{1}}{{N}_{2}}$=$\frac{3.03×1{0}^{5}}{1.01×1{0}^{5}}$=$\frac{3}{1}$及甲烷燃烧方程式CH₄+2O₂$\stackrel{点燃}{→}$CO₂+2H₂O可知水的状态为液态；再计算16g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量，结合热化学方程式书写方法写出．

解答 解：4g甲烷的物质的量为：$\frac{4g}{16g/mol}$=0.25mol，将0.25mol CH₄（g）和适量氧气混合后通入密闭容器中，点燃使之完全燃烧，待恢复到原来温度时，测得反应前后压强分别为3.03×10⁵Pa和1.01×10⁵Pa，由阿伏加德罗定律的推论可知：$\frac{{P}_{1}}{{P}_{2}}$=$\frac{{N}_{1}}{{N}_{2}}$=$\frac{3.03×1{0}^{5}}{1.01×1{0}^{5}}$=$\frac{3}{1}$，根据甲烷燃烧反应的化学方程式CH₄+2O₂$\stackrel{点燃}{→}$CO₂+2H₂O可知，水在该状态下是液体，
同时又测得反应共放热222.5kJ，1mol甲烷（16g）完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为：$\frac{222.5kJ}{0.25mol}$=890kJ，
所以甲烷燃烧反应的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.0kJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.0kJ/mol．

点评 本题考查了反应热与焓变的应用，题目难度中等，正确根据阿伏伽德罗定律判断水的状态为解答关键，注意掌握热化学方程式的书写原则，试题培养了学生的灵活应用能力．