Question

16．已知下列兩個熱化學方程式：
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.0kJ•mol^-l
C₃H₈（g）+5O₂（g）=4H₂O（l）+3CO₂（g）△H=-2220.0kJ•mol^-l
（1）相同條件下，實驗測得H₂和C₃H₈的混合氣體共5mol，完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量6262.5kJ，則混合氣體中H₂和C₃H₈的體積比為1：1．
（2）已知：H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-l．寫出丙烷燃燒生成CO₂和氣態(tài)水的熱化學方程式C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g），△H=2044kJ•mol^-1．
（3）某燃料電池的總反應為C₃H₈+5O₂=4H₂O+3CO₂，其負極反應式為C₃H₈-20e^-+6H₂O=3CO₂↑+20H⁺．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)方程式求出H₂和C₃H₈的燃燒熱，設H₂的物質的量為nmol，則C₃H₈的物質的量為10mol-n，根據(jù)放出的熱量列方程式解答；
（2）根據(jù)蓋斯定律來計算化學反應的焓變，結合焓變和系數(shù)之間的關系來回答；
（3）原電池的負極發(fā)生氧化反應，所以是C₃H₈發(fā)生氧化反應生成二氧化碳氣體．

解答 解：（1）設混合氣中H₂的物質的量為n，則C₃H₈的物質的量為5mol-n，根據(jù)題意，列方程為：
285.0kJ/mol×n+2220.0kJ/mol×（5mol-n）=6262.5kJ解得：n=2.5mol，
C₃H₈的物質的量為5mol-2.5mol=2.5mol，
所以混合氣體中H₂與C₃H₈的體積比即物質的量之比為2.5 mol：2.5 mol=1：1，
故答案為：1：1；
（2）：①C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2220.0kJ•mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-1
則丙烷燃燒生成CO₂和氣態(tài)水時的反應為：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g），△H=①+②×4=-2220.0kJ•mol^-1+4×44.0kJ•mol^-1=2044kJ•mol^-1，
故答案為：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g），△H=2044kJ•mol^-1；
（3）原電池的負極發(fā)生氧化反應，所以是C₃H₈發(fā)生氧化反應生成二氧化碳氣體，電極反應式為：C₃H₈-20e^-+6H₂O=3CO₂↑+20H⁺，
故答案為：C₃H₈-20e^-+6H₂O=3CO₂↑+20H⁺．

點評 以常規(guī)方法進行計算求解，思路直接，便于理解，但是由于一般需要列方程，步驟煩瑣，計算量較大，因此可以選用十字交叉法，比較方便．還考查了蓋斯定律，為高考高頻考點，題目難度中等．