Question

16．已知下列两个热化学方程式：
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.0kJ•mol^-l
C₃H₈（g）+5O₂（g）=4H₂O（l）+3CO₂（g）△H=-2220.0kJ•mol^-l
（1）相同条件下，实验测得H₂和C₃H₈的混合气体共5mol，完全燃烧生成液态水时放出热量6262.5kJ，则混合气体中H₂和C₃H₈的体积比为1：1．
（2）已知：H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-l．写出丙烷燃烧生成CO₂和气态水的热化学方程式C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g），△H=2044kJ•mol^-1．
（3）某燃料电池的总反应为C₃H₈+5O₂=4H₂O+3CO₂，其负极反应式为C₃H₈-20e^-+6H₂O=3CO₂↑+20H⁺．

Answer 1

分析 （1）先根据方程式求出H₂和C₃H₈的燃烧热，设H₂的物质的量为nmol，则C₃H₈的物质的量为10mol-n，根据放出的热量列方程式解答；
（2）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变，结合焓变和系数之间的关系来回答；
（3）原电池的负极发生氧化反应，所以是C₃H₈发生氧化反应生成二氧化碳气体．

解答 解：（1）设混合气中H₂的物质的量为n，则C₃H₈的物质的量为5mol-n，根据题意，列方程为：
285.0kJ/mol×n+2220.0kJ/mol×（5mol-n）=6262.5kJ解得：n=2.5mol，
C₃H₈的物质的量为5mol-2.5mol=2.5mol，
所以混合气体中H₂与C₃H₈的体积比即物质的量之比为2.5 mol：2.5 mol=1：1，
故答案为：1：1；
（2）：①C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2220.0kJ•mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-1
则丙烷燃烧生成CO₂和气态水时的反应为：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g），△H=①+②×4=-2220.0kJ•mol^-1+4×44.0kJ•mol^-1=2044kJ•mol^-1，
故答案为：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g），△H=2044kJ•mol^-1；
（3）原电池的负极发生氧化反应，所以是C₃H₈发生氧化反应生成二氧化碳气体，电极反应式为：C₃H₈-20e^-+6H₂O=3CO₂↑+20H⁺，
故答案为：C₃H₈-20e^-+6H₂O=3CO₂↑+20H⁺．

点评 以常规方法进行计算求解，思路直接，便于理解，但是由于一般需要列方程，步骤烦琐，计算量较大，因此可以选用十字交叉法，比较方便．还考查了盖斯定律，为高考高频考点，题目难度中等．