Question

8．已知CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-Q₁kJ•mol^-1，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）；△H₂=-Q₂ kJ•mol^-1，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H₂=-Q₃ kJ•mol^-1．
常温下，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0.4Q₁+0.1Q₃kJ．

Answer 1

分析 根据混合气体的体积计算混合气体的物质的量，结合气体体积比计算甲烷、氢气的物质的量，再根据热化学反应方程式计算放出的热量．注意燃烧后恢复至常温，氢气燃烧放出的热量应选择生成液态水的热化学反应方程式计算．

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=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=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CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-Q₁kJ•mol^-1可知，
0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H₂=-Q₃ kJ•mol^-1，可知，0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol×Q₃kJ/mol=0.1Q₃kJ．
所以放出的热量为0.4Q₁+0.1Q₃．
故答案为：0.4Q₁+0.1Q₃kJ．

点评 本题考查根据热化学方程式进行的有关反应热的计算，难度不大，理解热化学方程式的意义是关键，注意室温下水为液体．