Question

12．氫氣、甲烷完全燃燒的熱化學(xué)方程式如下：
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ•mol^-1
將氫氣、甲烷按一定比例混合，所得氣體的密度是相同條件下N₂的$\frac{1}{2}$，則9.8g該混合物完全燃燒能放出的熱量最多為（　�。�

• A． 280.58kJ
• B． 562.76kJ
• C． 530.58kJ
• D． 890.3kJ

Answer 1

分析 設(shè)氫氣的質(zhì)量為x，物質(zhì)的量為$\frac{x}{2}$mol，則甲烷的質(zhì)量為9.8g-x，物質(zhì)的量為$\frac{9.8g-x}{16}$mol，混合氣體的摩爾質(zhì)量為$\frac{9.8g}{\frac{x}{2}mol+\frac{9.8g-x}{16}}$，根據(jù)相同條件下，氣體的摩爾質(zhì)量之比等于密度之比求出質(zhì)量，然后根據(jù)熱化學(xué)方程式求出反應(yīng)放出的熱量．

解答 解：設(shè)氫氣的質(zhì)量為x，物質(zhì)的量為$\frac{x}{2}$mol，則甲烷的質(zhì)量為9.8g-x，
物質(zhì)的量為$\frac{9.8g-x}{16}$mol，混合氣體的摩爾質(zhì)量為$\frac{9.8g}{\frac{x}{2}mol+\frac{9.8g-x}{16}}$，
氣體密度是相同條件下氮氣密度的一半，即$\frac{9.8g}{\frac{x}{2}mol+\frac{9.8g-x}{16}}$=14，
解得：x=0.2g，則氫氣、甲烷的質(zhì)量分別為0.2g，9.6g，物質(zhì)的量為0.1mol，0.6mol，
由氫氣、甲烷的熱化學(xué)方程式：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ•mol^-1；CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O可知0.1mol氫氣燃燒放出的熱量$\frac{571.6kJ}{2}$×0.1=28.58kJ，0.6mol甲烷燃燒放出的熱量為890.3kJ×0.6=534.18kJ，
共放出熱量為28.58kJ+534.18kJ=562.76kJ，
故選B．

點評 本題考查了反應(yīng)中熱量的計算、側(cè)重于對基礎(chǔ)知識綜合應(yīng)用的考查，題目難度中等．