Question

19．（1）廣州亞運(yùn)會(huì)“潮流”火炬內(nèi)熊熊大火來(lái)源于丙烷的燃燒，丙烷是一種優(yōu)良的燃料．
①如圖是一定量丙烷（C₃H₈）完全燃燒生成CO₂和1mol H₂O（l）過程中的能量變化圖，請(qǐng)?jiān)诟綀D中的括號(hào)內(nèi)填入“+”或“-”．
②寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol．
③二甲醚（CH₃OCH₃）是一種新型燃料，應(yīng)用前景廣闊．1mol二甲醚完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水放出1455kJ熱量．若1mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水共放出1645kJ熱量，則混合氣體中，丙烷和二甲醚的物質(zhì)的量之比為1：3．
（2）蓋斯定律認(rèn)為：不管化學(xué)過程是一步完成或分?jǐn)?shù)步完成，整個(gè)過程的總熱效應(yīng)相同．試運(yùn)用蓋斯定律回答下列問題：
已知：H₂O（g）=H₂O（l）△H₁=-Q₁ kJ/mol   C₂H₅OH（g）=C₂H₅OH （l）△H₂=-Q₂ kJ/mol
C₂H₅OH （g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₃=-Q₃ kJ/mol
若使23g液態(tài)無(wú)水酒精（C₂H₅OH）完全燃燒，并恢復(fù)到室溫，則整個(gè)過程中放出的熱量為0.5（Q₃-Q₂+3Q₁）kJ．

Answer 1

分析 （1）①丙烷燃燒反應(yīng)是放熱的，所以△H＜0；
②分析圖象得到生成1mol水的焓變△H=-553.75KJ/mol，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法寫出，注意物質(zhì)聚集狀態(tài)，對(duì)應(yīng)量下的焓變；
③依據(jù)熱化學(xué)方程式結(jié)合混合氣體物質(zhì)的量和放熱列式計(jì)算得到二甲醚和丙烷物質(zhì)的量之比；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式，23態(tài)無(wú)水酒精物質(zhì)的量=$\frac{23g}{46g/mol}$=0.5mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式的意義來(lái)回答．

解答 解：（1）①圖象是一定量丙烷完全燃燒生成CO₂和1mol H₂O（l）過程中的能量變化圖，丙烷燃燒反應(yīng)是放熱的，所以△H=-553.75KJ/mol；故答案為：-；
②丙烷完全燃燒生成CO₂和1mol H₂O（l）過程中的能量變化圖，反應(yīng)放熱△H=-553.75KJ/mol；則寫出的熱化學(xué)方程式為：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol，故答案為：C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2215.0 kJ/mol；
③1mol二甲醚完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水放出1455kJ熱量．若1mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水共放出1645kJ熱量，
設(shè)1mol混合氣體中二甲醚物質(zhì)的量x，丙烷物質(zhì)的量為1-x，C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）；△H₁=-2215.0 kJ/mol，得到丙烷燃燒放熱（1-x）2215KJ；依據(jù)條件得到：1645KJ-1455xKJ=（1-x）2215KJ，計(jì)算得到x=0.75，則混合丙烷物質(zhì)的量為0.25mol，則混合氣體中丙烷和二甲醚物質(zhì)的量之比=0.25：0.75=1：3，故答案為：1：3；
（2）①a、H₂O（g）═H₂O（l）△H₁=-Q₁ kJ/mol
b、C₂H₅OH（g）═C₂H₅OH（l）△H₂=-Q₂ kJ/mol
c、C₂H₅OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₃=-Q₃ kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算c-3a+b得到，C₂H₅OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₃=-（ Q₃-3Q₁+Q₂） kJ/mol，23態(tài)無(wú)水酒精物質(zhì)的量=$\frac{23g}{46g/mol}$=0.5mol完全燃燒，生成氣態(tài)CO₂和液態(tài)H₂O的熱化學(xué)方程式為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₃=-（ Q₃-3Q₁+Q₂） kJ/mol；
故答案為：0.5（Q₃-Q₂+3Q₁）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)與能量、物質(zhì)穩(wěn)定性的判斷，題目難度中等，注意把握蓋斯定律的含義及其應(yīng)用方法．