Question

已知：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-Q₁ kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂=-Q₂ kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₃=-Q₃ kJ/mol
常溫下，取體積比為4：1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（已折合成標準狀況），經(jīng)完全燃燒后恢復至常溫，則下列說法正確的是（　�。�

A．放出的熱量為（0.4Q₁+0.05Q₃）kJ/mol

B．放出的熱量為（0.4Q₁+0.05Q₂）kJ/mol

C．△H₂＞△H₃

D．△H₂＜△H₃

Answer 1

分析：A．根據(jù)混合氣體的體積計算混合氣體的物質的量，結合氣體體積比計算甲烷、氫氣的物質的量，再根據(jù)熱化學反應方程式計算放出的熱量；
B．經(jīng)完全燃燒后恢復至常溫，水為液態(tài)；
C．H₂O（g）→H₂O（l）為放熱過程，所以Q₂＜Q₃，由于△H為負值，所以△H₂＞△H₃；
D．H₂O（g）→H₂O（l）為放熱過程，所以Q₂＜Q₃，由于△H為負值，所以△H₂＞△H₃；

解答：解：A．甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（已折合成標準狀況），
所以甲烷和氫氣的混合氣體的總的物質的量為

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，
甲烷和氫氣的體積比為4：1，
所以甲烷的物質的量為0.5mol×

4

5

=0.4mol，
氫氣的物質的量為0.5mol-0.4mol=0.1mol．
由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-Q₁kJ/mol可知，
0.4mol甲烷燃燒放出的熱量為0.4mol×Q₁kJ/mol=0.4Q₁kJ；
由2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol可知，
0.1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為0.1mol×

1

2

×Q₃kJ/mol=0.05Q₃kJ，
所以放出的熱量為0.4Q₁+0.05Q₃，
故A正確；
B．經(jīng)完全燃燒后恢復至常溫，水為液態(tài)，氫氣按2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-Q₃kJ/mol計算，故B錯誤；
C．H₂O（g）→H₂O（l）為放熱過程，所以Q₂＜Q₃，由于△H為負值，所以△H₂＞△H₃，故C正確；
D．H₂O（g）→H₂O（l）為放熱過程，所以Q₂＜Q₃，由于△H為負值，所以△H₂＞△H₃，故D錯誤；
故選：AC．

點評：本題考查根據(jù)熱化學方程式計算反應熱，注意根據(jù)水的狀態(tài)選擇相應的熱化學方程式計算反應熱為解答本題的關鍵，題目難度不大．