Question

【题目】(1)家用液化气的主要成分之一是丁烷(C4H10)，当1 kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5×104kJ，试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式：________

(2)已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1

现有0.2 mol的炭粉和氢气组成的悬浮气，且混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ热量，则混合物中C与H2的物质的量之比为_______________。

(3)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：

Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g) △H＝—24.8 kJ·mol－1

3Fe2O3 (s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H＝—47.4 kJ·mol－1

Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H＝ +640.5 kJ·mol－1

写出CO(g)还原FeO(s)得到Fe (s)体和CO2(g)的热化学反应方程式：___________。

Answer 1

【答案】C4H10(g)+O2(g)＝4CO2(g)+5H2O(l)　△H＝-2900 kJ·mol-1 1:1 CO(g)+FeO(s) = Fe(s)+CO2(g) △H＝-218.0 kJ·mol-1

【解析】

(1)1000g丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5×104kJ，则1g丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出热量为，即50kJ。1mol丁烷的质量为58g，则1mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出热量为58×50kJ=2900kJ，则表示丁烷燃烧热的热化学方程式为：C4H10(g)+O2(g)＝4CO2(g)+5H2O(l)　△H＝-2900 mol·L-1，故答案为：C4H10(g)+O2(g)＝4CO2(g)+5H2O(l)　△H＝-2900 kJ·mol-1；

(2)由C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝-393.5 kJ·mol－1和2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝-483.6 kJ·mol－1可知，1molC(s)完全燃烧放出393.5kJ热量，1molH2(g)完全燃烧放出热量，即241.8kJ。设混合物中C和H2的物质的量分别为xmol、ymol，则，解得：x=0.1，y=0.1，则混合物中C与H2的物质的量之比=0.1:0.1=1:1，故答案为：1:1；

(3)①Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g) △H1＝-24.8 kJ·mol－1

②3Fe2O3 (s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H2＝-47.4 kJ·mol－1

③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3＝+640.5 kJ·mol－1

得：CO(g)+FeO(s) = Fe(s)+CO2(g) △H＝=-218.0 kJ·mol－1，故答案为：CO(g)+FeO(s) = Fe(s)+CO2(g) △H＝-218.0 kJ·mol－1。