Question

12．氢气、甲烷完全燃烧的热化学方程式如下：
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ•mol^-1
将氢气、甲烷按一定比例混合，所得气体的密度是相同条件下N₂的$\frac{1}{2}$，则9.8g该混合物完全燃烧能放出的热量最多为（　　）

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

Answer 1

分析 设氢气的质量为x，物质的量为$\frac{x}{2}$mol，则甲烷的质量为9.8g-x，物质的量为$\frac{9.8g-x}{16}$mol，混合气体的摩尔质量为$\frac{9.8g}{\frac{x}{2}mol+\frac{9.8g-x}{16}}$，根据相同条件下，气体的摩尔质量之比等于密度之比求出质量，然后根据热化学方程式求出反应放出的热量．

解答 解：设氢气的质量为x，物质的量为$\frac{x}{2}$mol，则甲烷的质量为9.8g-x，
物质的量为$\frac{9.8g-x}{16}$mol，混合气体的摩尔质量为$\frac{9.8g}{\frac{x}{2}mol+\frac{9.8g-x}{16}}$，
气体密度是相同条件下氮气密度的一半，即$\frac{9.8g}{\frac{x}{2}mol+\frac{9.8g-x}{16}}$=14，
解得：x=0.2g，则氢气、甲烷的质量分别为0.2g，9.6g，物质的量为0.1mol，0.6mol，
由氢气、甲烷的热化学方程式：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ•mol^-1；CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O可知0.1mol氢气燃烧放出的热量$\frac{571.6kJ}{2}$×0.1=28.58kJ，0.6mol甲烷燃烧放出的热量为890.3kJ×0.6=534.18kJ，
共放出热量为28.58kJ+534.18kJ=562.76kJ，
故选B．

点评 本题考查了反应中热量的计算、侧重于对基础知识综合应用的考查，题目难度中等．