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
標準狀況下，取甲烷和氫氣的混合氣體11.2L完全燃燒后恢復到常溫，則放出的熱量為203.32kJ，試求混合氣體中甲烷和氫氣體積比．

Answer 1

分析 甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標準狀況下），則其物質的量為0.5mol，設甲烷為xmol，氫氣為ymol，根據物質的量之比等于熱量比，結合熱化學方程式計算．

解答 解：甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（標準狀況下），則其物質的量為0.5mol，設甲烷為xmol，氫氣為ymol，
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （l）；△H=-571.6kJ/mol
CH₄ （g）+2O₂（g）=2H₂O （l）+CO₂（g）；△H=-890kJ/mol
則xmol甲烷燃燒放出的熱量為890xkJ，ymol氫氣燃燒放出熱量為$\frac{y}{2}$×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：混合氣體中甲烷和氫氣體積比為$\frac{1}{4}$．

點評 本題考查根據熱化學方程式進行的有關反應熱的計算，難度不大，理解熱化學方程式的意義是關鍵，注意室溫下水為液體．