Question

1g丙烷和1g丁烷完全燃烧，放出的热量都是50kJ，设若某石油液化气由丙烷和丁烷组成．其质量分数分别为80%和20%．
（1）它们燃烧的热化学方程式分别为：

 

；

 

．
（2）有一质量为0.80kg，容积为4.0L的铝壶，将一壶20℃的水烧开需消耗石油液化气多少kg？[假设热量利用率为60%，水的比热为+4.2kJ/（kg?℃），铝的比热为0.88kJ/（kg?℃）]．

Answer 1

考点：热化学方程式,有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）1g丙烷和1g丁烷完全燃烧，放出的热量都是50kJ，则1mol丙烷放出热量为44×50=2200kJ，1mol丁烷放出热量为58×50=2900kJ，依据热化学方程式书写方法书写，标注物质聚集状态，计算对应化学方程式量下的焓变写出热化学方程式；
 （2）将一壶20℃的水烧开，需将铝壶本身从0℃升高到80℃，需将壶中的水从0℃升高到80℃，所以烧水需要的能量是这两项之和；在1个标准大气压下，水的沸点为100℃，可利用公式Q_吸=cm（t-t₀）计算水吸收的热量，根据吸热公式计算出铝壶吸收的热量，再计算出一共吸收的热量；根据（1）热化学方程式计算1.0kg石油气完全燃烧释放的热量，结合热量利用率为60%计算需消耗石油液化气；

解答： 解：（1）1g丙烷和1g丁烷完全燃烧，放出的热量都是50kJ，则1mol丙烷放出热量为44×50kJ=2200kJ，1mol丁烷放出热量为58×50kJ=2900kJ，则它们燃烧的热化学方程式分别为：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H（298K）=-2200kJ?mol^-1，2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）═8CO₂（g）+10H₂O（g）△H（298K）=-5800kJ?mol^-1，
故答案为：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H（298K）=-2200kJ?mol^-1；2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）═8CO₂（g）+10H₂O（g）△H（298K）=-5800kJ?mol^-1；
（2）C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H（298K）=-2200kJ?mol^-1；2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）═8CO₂（g）+10H₂O（g）△H（298K）=-5800kJ?mol^-1；石油液化气由丙烷和丁烷组成．其质量分数分别为80%和20%，则1.0kg石油气完全燃烧释放的热量为：

1×80%×103×2200

44

+

1×20%×103× 5800 2

58

=5×10⁴kJ，
铝壶中的水吸收的热量：
Q_吸水=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×4kg×（100℃-20℃）；
铝壶吸收的热量：
Q_吸壶=c_铝m_壶（t-t₀）=0.88×10³J/（kg?℃）×0.8kg×（100℃-20℃）；
共吸收的热量：Q=0.88×10³J/（kg?℃）×0.8kg×（80℃-0℃）+4.2×10³J/（kg?℃）×4kg×（80℃-0℃）=1400.32kJ；
热量利用率为60%，所以需要提供的热量为

1400.32KJ

60%

=2333.87kJ，
需消耗石油液化气

2333.87J

5×104KJ

≈0.04668kg，
答：将一壶20℃的水烧开需消耗石油液化气0.04668kg；

点评：本题考查反应热的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中要注意单位的换算，题目难度中等．