Question

11．已知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-Q₁；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-Q₂；  
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-Q₃
常溫下，取體積比為4：1的甲烷和H₂的混合氣體112L（標準狀況下），經完全燃燒后恢復到常溫，則放出的熱量為（　　）

• A． 4Q₁+0.5Q₂
• B． 4Q₁+Q₂+10Q₃
• C． 4Q₁+2Q₂
• D． 4Q₁+0.5Q₂+9Q₃

Answer 1

分析 根據n=$\frac{V}{Vm}$計算混合氣體的物質的量，根據體積比較計算甲烷、氫氣的物質的量，再根據熱化學方程式計算燃燒放出的熱量，注意燃燒后恢復至常溫，氫氣燃燒放出的熱量應選擇生成液態水的熱化學反應方程式計算．

解答 解：標準狀況下，112L甲烷和氫氣混合氣體的物質的量為$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，甲烷和氫氣的體積之比為4：1，所以甲烷的物質的量為：5mol×$\frac{4}{5}$=4mol，氫氣的物質的量為5mol-4mol=1mol，
由①CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-Q₁；
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-Q₂
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-Q₃
根據蓋斯定律①+③×2可得，CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-（Q₁+2Q₃），
根據蓋斯定律②+③×2可得，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-（Q₂+2Q₃），
4mol甲烷燃燒放出的熱量為4×（Q₁+2Q₃）kJ，1mol氫氣燃燒放出的熱量為1×0.5×（Q₂+2Q₃），
所以放出的熱量為4×（Q₁+2Q₃）+1×0.5×（Q₂+2Q₃）=4Q₁+0.5Q₂+9Q₃kJ，
故選：D．

點評 本題考查根據熱化學方程式計算反應熱，難度不大，注意根據水的狀態選擇相應的熱化學方程式計算反應熱．