Question

1g丙烷和1g丁烷完全燃燒，放出的熱量都是50kJ，設(shè)若某石油液化氣由丙烷和丁烷組成．其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為80%和20%．
（1）它們?nèi)紵�的熱化學(xué)方程式分別為：

 

；

 

．
（2）有一質(zhì)量為0.80kg，容積為4.0L的鋁壺，將一壺20℃的水燒開(kāi)需消耗石油液化氣多少kg？[假設(shè)熱量利用率為60%，水的比熱為+4.2kJ/（kg?℃），鋁的比熱為0.88kJ/（kg?℃）]．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）1g丙烷和1g丁烷完全燃燒，放出的熱量都是50kJ，則1mol丙烷放出熱量為44×50=2200kJ，1mol丁烷放出熱量為58×50=2900kJ，依據(jù)熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方法書(shū)寫(xiě)，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)，計(jì)算對(duì)應(yīng)化學(xué)方程式量下的焓變寫(xiě)出熱化學(xué)方程式；
 （2）將一壺20℃的水燒開(kāi)，需將鋁壺本身從0℃升高到80℃，需將壺中的水從0℃升高到80℃，所以燒水需要的能量是這兩項(xiàng)之和；在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為100℃，可利用公式Q_吸=cm（t-t₀）計(jì)算水吸收的熱量，根據(jù)吸熱公式計(jì)算出鋁壺吸收的熱量，再計(jì)算出一共吸收的熱量；根據(jù)（1）熱化學(xué)方程式計(jì)算1.0kg石油氣完全燃燒釋放的熱量，結(jié)合熱量利用率為60%計(jì)算需消耗石油液化氣；

解答： 解：（1）1g丙烷和1g丁烷完全燃燒，放出的熱量都是50kJ，則1mol丙烷放出熱量為44×50kJ=2200kJ，1mol丁烷放出熱量為58×50kJ=2900kJ，則它們?nèi)紵�的熱化學(xué)方程式分別為：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H（298K）=-2200kJ?mol^-1，2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）═8CO₂（g）+10H₂O（g）△H（298K）=-5800kJ?mol^-1，
故答案為：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H（298K）=-2200kJ?mol^-1；2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）═8CO₂（g）+10H₂O（g）△H（298K）=-5800kJ?mol^-1；
（2）C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H（298K）=-2200kJ?mol^-1；2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）═8CO₂（g）+10H₂O（g）△H（298K）=-5800kJ?mol^-1；石油液化氣由丙烷和丁烷組成．其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為80%和20%，則1.0kg石油氣完全燃燒釋放的熱量為：

1×80%×103×2200

44

+

1×20%×103× 5800 2

58

=5×10⁴kJ，
鋁壺中的水吸收的熱量：
Q_吸水=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×4kg×（100℃-20℃）；
鋁壺吸收的熱量：
Q_吸壺=c_鋁m_壺（t-t₀）=0.88×10³J/（kg?℃）×0.8kg×（100℃-20℃）；
共吸收的熱量：Q=0.88×10³J/（kg?℃）×0.8kg×（80℃-0℃）+4.2×10³J/（kg?℃）×4kg×（80℃-0℃）=1400.32kJ；
熱量利用率為60%，所以需要提供的熱量為

1400.32KJ

60%

=2333.87kJ，
需消耗石油液化氣

2333.87J

5×104KJ

≈0.04668kg，
答：將一壺20℃的水燒開(kāi)需消耗石油液化氣0.04668kg；

點(diǎn)評(píng)：本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，解題過(guò)程中要注意單位的換算，題目難度中等．