Question

已知1molCO氣體完全燃燒生成CO₂氣體放出283kJ熱量；1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量；1molCH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量．
（1）寫出氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式

H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-286kJ/mol

．
（2）若1molCH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和水蒸氣，放出熱量為

＜

 890kJ（ 填“＞”、“＜”、“=”）．
（3）若將a molCH₄、CO和H₂的混合氣體完全燃燒，生成 CO₂氣體和液態(tài)水時(shí)，則放出熱量（Q）的取值范圍是

283n kJ＜Q＜890n kJ

．
（4）若將a molCH₄、CO和H₂的混合氣體完全燃燒，生成 CO₂氣體和液態(tài)水，且CO₂和水的物質(zhì)的量相等時(shí)，則放出熱量（Q）的取值范圍是

284.5a kJ＜Q＜586.5a kJ

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)焓變；
（2）根據(jù)不同聚集狀態(tài)的水的能量不同，以及能量高低進(jìn)行判斷；
（3）利用極限法計(jì)算；
（4）CO₂氣體和水的物質(zhì)的量相等，利用討論法計(jì)算．

解答：解：（1）1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-286kJ/mol；
故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-286kJ/mol；
（2）水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)要放熱，1mol CH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水放出890KJ熱量，則1mol CH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和水蒸氣，放出的熱量小于890kJ，故答案為：＜；
（3）nmol全部是CO₂，放出熱量為283n kJ；
同理，nmol全部是CH₄，放出熱量為890n kJ；
nmol全部是H₂，放出熱量為286n kJ；
故將將n mol CH₄、CO和H₂的混合氣體完全燃燒生成氣體和液態(tài)水，放出熱量Q的取值范圍是：283n kJ＜Q＜890n kJ．
故答案為：283n kJ＜Q＜890n kJ；
（4）生成的CO₂和液態(tài)H₂O的物質(zhì)的量相等，還用假設(shè)分析，有以下幾種可能
①若無CO，生成的CO₂和液態(tài)H₂O的物質(zhì)的量不相等，故不合題意
②若無H₂，可能是CO和CH₄各為

a

2

mol，
放出的熱量（Q）=

a

2

×（283+890）=586.5a kJ，
③若無CH₄，可能是CO和H₂各為

a

2

mol，
放出的熱量（Q）=

a

2

×（283+286）=284.5a kJ，
若無兩種氣體均不可能，
所以放出的熱量（Q）的取值范圍為：284.5a kJ＜Q＜586.5a kJ
故答案為：284.5a kJ＜Q＜586.5a kJ；

點(diǎn)評：本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算，題目難度中等，注意極限法和討論法的計(jì)算運(yùn)用．