Question

4．甲烷燃燒和氫氣燃燒的熱化學方程式如下：
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂     
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₃
常溫下取體積為4：1的甲烷和氫氣混合氣體11.2L（標況），完全燃燒后恢復常溫，放出熱量為（　　）

• A． 0.4△H₁+0.05△H₃
• B． 0.4△H₁+0.05△H₂
• C． 0.4△H₁+0.1△H₃
• D． 0.4△H₁+0.2△H₃

Answer 1

分析 根據混合氣體的體積計算混合氣體的物質的量，結合氣體體積比計算甲烷、氫氣的物質的量，再根據熱化學反應方程式計算放出的熱量．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 甲烷和氫氣的混合氣體11.2L（已折合成標準狀況），所以甲烷和氫氣的混合氣體的總的物質的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，甲烷和氫氣的體積比為4：1所以甲烷的物質的量為0.5mol×$\frac{4}{5}$=0.4mol，氫氣的物質的量為0.5mol-0.4mol=0.1mol，由CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁可知，
0.4mol甲烷燃燒放出的熱量為0.4mol×△H₁kJ/mol=0.4△H₁kJ；由2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₃可知，0.1mol氫氣燃燒生成液態水放出的熱量為0.1mol×$\frac{1}{2}$×△H₃kJ/mol=0.05×△H₃kJ，所以放出的熱量為（0.4△H₁+0.05×△H₃）kJ，
故選：A．

點評 本題考查根據鍵能來計算化學反應焓變、根據熱化學方程式計算反應熱，注意根據水的狀態選擇相應的熱化學方程式計算反應熱，題目難度不大．