Question

10．（1）北京奧運(yùn)會(huì)祥云火炬將中國(guó)傳統(tǒng)文化、奧運(yùn)精神以及現(xiàn)代高科技融為一體．火炬內(nèi)熊熊大火來(lái)源于丙烷的燃燒，丙烷是一種優(yōu)良的燃料．試回答下列問(wèn)題：
①如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO₂和1mol H₂O（l）過(guò)程中的能量變化圖，請(qǐng)?jiān)诟綀D中的括號(hào)內(nèi)填入“+”或“-”．
②寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：C₃H₈（g）+5O₂（g）→3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2215kJ/mol．
③二甲醚（CH₃OCH₃）是一種新型燃料，應(yīng)用前景廣闊．1mol二甲醚完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水放出1455kJ熱量．若1mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水共放出1645kJ熱量，則混合氣體中，丙烷和二甲醚的物質(zhì)的量之比為1：3．
（2）蓋斯定律認(rèn)為：不管化學(xué)過(guò)程是一步完成或分?jǐn)?shù)步完成，整個(gè)過(guò)程的總熱效應(yīng)相同．試運(yùn)用蓋斯定律回答下列問(wèn)題：
①已知：H₂O（g）═H₂O （l）△H₁=-Q₁kJ/mol
C₂H₅OH（g）═C₂H₅OH （l）△H₂=-Q₂kJ/mol
C₂H₅OH （g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₃=-Q₃kJ/mol
若使23g液態(tài)無(wú)水酒精完全燃燒，并恢復(fù)到室溫，則整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為1.5Q₁-0.5Q₂+0.5Q₃kJ．
②碳（s）在氧氣供應(yīng)不充分時(shí)，生成CO同時(shí)還部分生成CO₂，因此無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得反應(yīng)：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）的△H．但可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、利用蓋斯定律計(jì)算出該反應(yīng)的△H，計(jì)算時(shí)需要測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有碳、一氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，△H為“-“；
②由圖象分析得到生成1mol水的焓變△H=-553.75KJ/mol，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法寫出，注意物質(zhì)聚集狀態(tài)，對(duì)應(yīng)量下的焓變；
③依據(jù)熱化學(xué)方程式結(jié)合混合氣體物質(zhì)的量和放熱列式計(jì)算得到二甲醚和丙烷物質(zhì)的量之比；
（2）①根據(jù)熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律計(jì)算得到乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式，再根據(jù)反應(yīng)中的熱量與物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比來(lái)計(jì)算；
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、利用蓋斯定律計(jì)算C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）的△H，需要知道碳和一氧化碳的燃燒熱才能計(jì)算得到．

解答 解：（1）①反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，△H為“-“；
故答案為：-；
②由圖象分析得到生成1mol水的焓變△H=-553.75KJ/mol，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：C₃H₈（g）+5O₂（g）→3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2215kJ/mol；
故答案為：C₃H₈（g）+5O₂（g）→3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2215kJ/mol；
③1mol二甲醚完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水放出1455kJ熱量，若1mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水共放出1645kJ熱量，設(shè)1mol混合氣體中二甲醚物質(zhì)的量x，丙烷物質(zhì)的量為1-x，C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）；△H₁=-2215.0 kJ/mol，得到丙烷燃燒放熱（1-x）2215KJ；依據(jù)條件得到：1645KJ-1455xKJ=（1-x）2215KJ，計(jì)算得到x=0.75，則混合丙烷物質(zhì)的量為0.25mol，則混合氣體中丙烷和二甲醚物質(zhì)的量之比=0.25：0.75=1：3；
故答案為：1：3；                                                         
（2）①H₂O（g）═H₂O （l）△H₁=-Q₁kJ/mol   ①
C₂H₅OH（g）═C₂H₅OH （l）△H₂=-Q₂kJ/mol    ②
C₂H₅OH （g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₃=-Q₃kJ/mol  ③
依據(jù)蓋斯定律：③-②+①×3得到：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₁=-（3Q₁-Q₂+Q₃）kJ/mol，
若使23g液態(tài)無(wú)水酒精物質(zhì)的量為0.5mol，完全燃燒，并恢復(fù)到室溫，則整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為（1.5Q₁-0.5Q₂+0.5Q₃）kJ；
故答案為：1.5Q₁-0.5Q₂+0.5Q₃；
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、利用蓋斯定律計(jì)算C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）的△H，需要知道碳和一氧化碳的燃燒熱才能計(jì)算得到；
故答案為：碳、一氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫方法，蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，掌握熱化學(xué)方程式的意義和蓋斯定律的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．