Question

2．已知：2H₂（ g ）+O₂（ g ）=2H₂O （ l ）；△H=-571.6kJ/mol
CH₄ （ g ）+2O₂（ g ）=2H₂O （ l ）+CO₂（ g ）；△H=-890kJ/mol
标准状况下，取甲烷和氢气的混合气体11.2L完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为203.32kJ，试求混合气体中甲烷和氢气体积比．

Answer 1

分析 甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），则其物质的量为0.5mol，设甲烷为xmol，氢气为ymol，根据物质的量之比等于热量比，结合热化学方程式计算．

解答 解：甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况下），则其物质的量为0.5mol，设甲烷为xmol，氢气为ymol，
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）；△H=-571.6kJ/mol
CH₄ （g）+2O₂（g）=2H₂O （l）+CO₂（g）；△H=-890kJ/mol
则xmol甲烷燃烧放出的热量为890xkJ，ymol氢气燃烧放出热量为$\frac{y}{2}$×571.6kJ，
所以890xkJ+$\frac{y}{2}$×571.6kJ=203.32kJ，
x+y=0.5mol
解之得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1mol}\\{y=0.4mol}\end{array}\right.$，解得：$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{4}$，
答：混合气体中甲烷和氢气体积比为$\frac{1}{4}$．

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．