Question

8．已知8gCH₄完全燃烧生成CO₂和液态水时，放出445kJ热量．现有CH₄和CO混合气体共2mol，完全燃烧后生成CO₂和36g液态水，并放出1170kJ量．求：
（1）写出甲烷燃烧的热化学方程式CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890 kJ•mol^-1
（2）混合气体中CH₄的质量分数为多少？

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{m}{M}$计算出8.0g甲烷的物质的量，然后可计算出1mol甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量，最后利用热化学方程式的书写原则写出甲烷燃烧的热化学方程式．
（2）根据氢原子守恒，即n（H）=4n（CH₄）=2n（H₂O），即n（CH₄）=$\frac{1}{2}$n（H₂O），求CH₄的物质的量，并求其质量分数．

解答 解：（1）8.0g CH₄的物质的量为：$\frac{8.0g}{16g/mol}$=0.5mol，0.5molCH₄完全燃烧生成液态水放出445kJ热量，则1mol CH₄完全燃烧生成液态水放出的热量为：445kJ×$\frac{1mol}{0.5mol}$=890kJ，
则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ•mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890 kJ•mol^-1；
（2）n（H₂O）=$\frac{36g}{18g/mol}$=2mol，根据氢原子守恒，即即n（H）=4n（CH₄）=2n（H₂O），即n（CH₄）=$\frac{1}{2}$n（H₂O）=1mol，故w（CH₄）=$\frac{1mol×16g/mol}{1mol×16g/mol+（2mol-1mol）×28g/mol}$=36.4%．
答：合气体中CH₄的质量分数为为36.4%．

点评 本题考查了热化学方程式的书写，题目难度不大，明确热化学方程式的书写原则为解答关键，试题侧重基础知识的考查，培养了学生的灵活应用基础知识的能力．