Question

10．一定條件下，充分燃燒一定量的丁烷（C₄H₁₀） 生成的二氧化碳氣體和液態水，放出熱量為Q kJ（Q＞0），經測定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5mol•L^-1的KOH溶液100ml，恰好生成正鹽，則此條件下反應丁烷燃燒熱的△H為（　　）

• A． +8QkJ/mol
• B． +16Q kJ/mol
• C． -8Q kJ/mol
• D． -16Q kJ/mol

Answer 1

分析 燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量，丁烷燃燒熱的反應為：C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O（l），CO₂恰好與KOH溶液完全反應生成正鹽為K₂CO₃，2KOH+CO₂═K₂CO₃+H₂O，根據n=c×V計算KOH的物質的量，根據鉀元素守恒計算n（K₂CO₃），根據碳元素守恒有n（CO₂）=n（K₂CO₃），據此求解放出熱量為Q kJ的丁烷的物質的量，反應熱與化學計量數成正比，結合丁烷燃燒熱的方程式C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O（l）求△H．

解答 解：燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量，丁烷燃燒熱的反應為：C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O（l），
KOH的物質的量為n（KOH）=c×V=0.1L×5mol/L=0.5mol，2KOH+CO₂═K₂CO₃+H₂O，
根據鉀離子守恒，故n（K₂CO₃）=0.5mol×$\frac{1}{2}$=0.25mol，
根據碳元素守恒由n（CO₂）=n（K₂CO₃）=0.25mol，
C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O（l），
根據碳元素守恒可知，丁烷的物質的量為n（C₄H₁₀）=0.25mol×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{16}$mol，
即 $\frac{1}{16}$mol丁烷完全燃燒放出的熱量大小為QkJ，
故1mol丁烷完全燃燒放出的熱量為QkJ×$\frac{1mol}{\frac{1}{16}mol}$=16QkJ，
則此條件下丁烷燃燒熱的方程式為C₄H₁₀（g）+$\frac{13}{2}$O₂（g）═4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-16QkJ/mol，
故選D．

點評 本題考查反應熱的計算，根據氫氧化鉀確定丁烷的物質的量是解答該題的關鍵，題目難度中等．