Question

（1）家用液化氣中主要成分之一是丁烷．在101kPa時，10kg丁烷完全燃燒生成CO₂和H₂O（l）放出熱量5×10⁵ kJ，則丁烷的燃燒熱為

 

，丁烷燃燒的熱化學方程式為：

 

 

（2）已知0.5mol CH₄（g）與0.5mol 水蒸氣在t℃、p kPa時，完全反應生成CO和H₂的混合氣體，吸收了a kJ熱量，該反應的熱化學方程式是：

 

（3）已知下列熱化學方程式
Zn（s）+

1

2

O₂（g）═ZnO（s）△H₁=-Q₁ kJ/mol
Hg（l）+

1

2

O₂（g）═HgO（s）△H₂=-Q₂ kJ/mol
Zn（s）+HgO（s）═Hg（l）+ZnO（s）△H₃=-Q₃ kJ/mol
則Q₃與Q₁和Q₂的關系式為：Q₃=

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）依據質量換算物質的量，結合化學方程式對應的物質的量計算反應放出的熱量，依據熱化學方程式書寫方法，標注物質聚集狀態和反應焓變寫出；
（2）根據熱化學方程式的含義以及書寫方法來回答；
（3）據蓋斯定律，反應熱與反應的途徑無關，只與起始狀態、最終狀態有關，由已知熱化學方程式乘以合適的系數進行適當的加減，反應熱也乘以相應的系數進行相應的加減，據此計算．

解答： 解：（1）當10kg丁烷完全反應物質的量

10000g

58g/mol

=

10000

58

mol，完全燃燒并生成二氧化碳和液態水時，放出熱量為5×10⁵kJ，2mol丁烷完全反應放熱=

2×5×105

10000 58

=5800KJ，依據反應物和產物狀態標注聚集狀態和對應量下的反應熱，書寫的熱化學方程式為：2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）=8CO₂（g）+10H₂O（l）△H=-5800kJ/mol，或C₄H₁₀（g）+13/2O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-2900kJ/mol，燃燒熱是完全燃燒1mol物質放出的熱量，即為2900 kJ/mol，
故答案為：2900 kJ/mol；C₄H₁₀（g）+13/2O₂（g）=4CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-2900kJ/mol；或2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）=8CO₂（g）+10H₂O（l）△H=-5800kJ/mol；
（2）甲烷和水蒸氣之間的反應方程式為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g），0.5mol甲烷與0.5mol水蒸氣在t℃、p kPa時，完全反應生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了a kJ熱量，所以1mol甲烷與1mol水蒸氣在t℃、p kPa時，完全反應生成一氧化碳和氫氣（合成氣），吸收了2a kJ熱量，熱化學方程式為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+2akJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+2akJ/mol；
（3）由Zn（s）+

1

2

O₂（g）═ZnO（s）△H₁=-Q₁ kJ/mol
Hg（l）+

1

2

O₂（g）═HgO（s）△H₂=-Q₂ kJ/mol
則根據蓋斯定律可知，①-②得Zn（s）+HgO（s）═Hg（l）+ZnO（s）△H₃=-Q₃ kJ/mol，所以△H₃=△H₁-△H₂=Q₂-Q₁，故答案為：Q₂-Q₁．

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫方法和注意的問題，注意焓變計算應和化學方程式的系數對應，物質聚集狀態的標注，難度中等．