Question

13．已知CH_4（g）+2O_2（g）═CO_2（g）+2H₂O_（l）；△H₁=-Q₁kJ•mol^-1，
2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（g）；△H₂=-Q₂ kJ•mol^-1，
H₂O_（l）=H₂O_（g）；△H₃=Q₃ kJ•mol^-1．
取体积比4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为（　　）

• A． 0.4Q₁+0.1Q₃+0.1 Q₂
• B． 0.4 Q₁+0.05 Q₂+0.1 Q₃
• C． 0.4 Q₁+0.1 Q₃-0.05 Q₂
• D． -0.4 Q₁-0.05 Q₂-0.1 Q₃

Answer 1

分析 已知①2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（g）；△H₂=-Q₂ kJ•mol^-1，②H₂O_（l）=H₂O_（g）；△H₃=Q₃ kJ•mol^-1，利用盖斯定律将①-2×②可得2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（l）；△H₂=（-Q₂-2Q₃）kJ•mol^-1，又知CH_4（g）+2O_2（g）═CO_2（g）+2H₂O_（l）；△H₁=-Q₁kJ•mol^-1，可结合热化学方程式计算体积比4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），经完全燃烧后恢复至室温放出的热量．

解答 解：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n=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=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CH_4（g）+2O_2（g）═CO_2（g）+2H₂O_（l） △H₁=-Q₁kJ•mol^-1可知，
0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H_2（g）+O_2（g）=2H₂O_（l） △H₂=（-Q₂-2Q₃）kJ•mol^-1可知，
0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol×$\frac{1}{2}$×（-Q₂-2Q₃）kJ•mol^-1=（-0.05 Q₂-0.1 Q₃）kJ；
则放出的热量为-0.4 Q₁-0.05 Q₂-0.1 Q₃，
故选D．

点评 本题考查热化学反应方程式的计算，为高频考点，把握物质的量与热量的关系为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意常温下水为液态，题目难度不大．