Question

7．氢气、一氧化碳、烷烃均是常见的燃料．请回答下列问题：
（1）将1g H₂和32g O₂混合点燃，充分反应生成液态水时放出143kJ热量，相同条件下3mol H₂和32g O₂混合充分燃烧生成液态水时放出的热量是572KJ．
（2）一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷生成二氧化碳和气态水时放出热量Q kJ（Q＞0）．经测定完全吸收该反应生成CO₂需消耗5mol•L^-1的KOH溶液200mL，此时恰好生成正盐．则此条件下反应C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂═4CO₂（g）+5H₂O（g）的△H=-8QkJ/mol．
（3）现有CO、H₂和CO₂组成的混合气体112L（标准状况下），完全燃烧后放出的总能量为424.5kJ，且生成18g液态水，则混合气体中H₂的体积为22.4L．
（4）在一定条件下，氢气、丙烷燃烧的热化学方程式：
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572kJ•mol^-1
C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2220kJ•mol^-1
氢气和丙烷的混合气体4mol完全燃烧时放出热量3078kJ，则氢气和丙烷的体积比为3：1．

Answer 1

分析 （1）1g即0.5molH₂和32g即1molO₂混合点燃生成0.5molH₂O，充分反应生成液态水时放出143kJ热量，所以相同条件下3molH₂和32g O₂混合充分燃烧生成2molH₂O液态水，据此计算；
（2）KOH的物质的量为0.2L×5mol/L=1mol，根据钾离子守恒，故n（K₂CO₃）=1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，根据碳元素守恒由n（CO₂）=n（K₂CO₃）=0.5mol，根据碳元素守恒可知，丁烷的物质的量为0.5mol×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$mol，即$\frac{1}{8}$mol丁烷放出的热量大小为QkJ，据此计算；
（3）根据18g水，计算氢气的物质的量，据此计算混合气体中H₂的体积；
（4）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4mol-n，根据放出的热量列方程式解答．

解答 解：（1）1g即0.5molH₂和32g即1molO₂混合点燃生成0.5molH₂O，充分反应生成液态水时放出143kJ热量，所以相同条件下3molH₂和32g O₂混合充分燃烧生成2molH₂O液态水放出的热量为143×4=572KJ，故答案为：572KJ；
（2）KOH的物质的量为0.2L×5mol/L=1mol，根据钾离子守恒，故n（K₂CO₃）=1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，根据碳元素守恒由n（CO₂）=n（K₂CO₃）=0.5mol，根据碳元素守恒可知，丁烷的物质的量为0.5mol×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$mol，即$\frac{1}{8}$mol丁烷放出的热量大小为QkJ，故1mol丁烷完全燃烧放出的热量为QkJ×8=8QkJ，故答案为：-8QkJ/mol；
（3）因为生成的H₂O是18g，是1mol，故消耗氢气物质的量为1mol，体积为22.4L，故答案为：22.4；
（4）设混合气中H₂的物质的量为n，则C₃H₈的物质的量为4mol-n，由热化学方程式可知1mol氢气燃烧放出的热量为286kJ，
根据题意，列方程为：286kJ/mol×n+2220.0kJ/mol×（4mol-n）=3078kJ，
解得：n=3mol，
C₃H₈的物质的量为4mol-3mol=1mol，
所以混合气体中H₂与C₃H₈的体积比即物质的量之比为3mol：1mol=3：1，
故答案为：3：1．

点评 本题以热化学反应方程式为载体考查根据方程式计算，侧重考查学生分析问题、计算能力，熟练掌握基本公式并灵活运用，题目难度不大．