题目内容

已知2H2(g)+O2(g)2H2O(l);ΔH=-571.6 kJ·mol-1,C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l);ΔH=-2220 kJ·mol-1.设有氢气和丙烷的混合气体5 mol,完全燃烧时放出热量为3847 kJ,则混合气体中氢气与丙烷的体积比是

[  ]

A.

1∶3

B.

3∶1

C.

1∶4

D.

1∶1

答案:B
解析:

  思路与技巧:可根据所给热化学方程式及反应热数值分别求出1 mol H2和1 mol C3H8完全燃烧各自放出的热量,然后再求混合物的组成.

  解法1:设H2的物质的量为x,则C3H8的物质的量为5-x,则285.8×x+(5-x)×2220=3847 kJ.所以x=3.75 mol,由体积之比等于物质的量之比:3.75∶(5-3.75)=3∶1选B.

  解法2:据题意1 mol H2燃烧放热571.6/2=285.8 kJ,1 mol C3H8燃烧放热为2220.0 kJ,1 mol混合气体燃烧放热为3847/5=769.4 kJ,由十字交叉法:

  

  解法3:淘汰法求解.分析:当混合气中氢气与丙烷体积比为1∶1,即丙烷为2.5 mol时,热量就已超过3847 kJ,所以当体积比为1∶3,1∶4即丙烷的物质的量大于2.5 mol时将更超过3847 kJ,所以只有3∶1正确.

  评析:三种方法中法3最巧,是一种极限思想解题的方法,但不容易想到,而法1和法2实际是一种方法,只是法2中的十字交叉法是法1的一种简略的数学处理,最常用的方法是法2.利用“十字交叉法”求解时,必须将各热量数值换算成1 mol某物质产生的,且最终结果为物质的量之比.对于气体来说,等于体积比.


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