Question

(1)北京奥运会祥云火炬将中国传统文化、奥运精神以及现代高科技融为一体。火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料。试回答下列问题：

①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO₂和1molH₂O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“+”或“−” ___。

 

②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：___。

③二甲醚(CH₃OCH₃)是一种新型燃料，应用前景广阔。1mol二甲醚完全燃烧生成CO₂和液态水放出1455kJ热量。若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO₂和液态水共放出1645kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为___。

(2)盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分数步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：

①已知：H₂O(g)═H₂O (l)    △H₁=−Q₁kJ/mol

C₂H₅OH(g)═C₂H₅OH (l)    △H₂=−Q₂kJ/mol

C₂H₅OH(g)+3O₂(g)═2CO₂(g)+3H₂O(g)    △H₃=−Q₃kJ/mol

若使23g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为___kJ。

②碳(s)在氧气供应不充分时，生成CO同时还部分生成CO₂，因此无法通过实验直接测得反应：C(s)+O₂(g)═CO(g)的△H.但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的△H，计算时需要测得的实验数据有___。

Answer

− C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=−2215kJ/mol 1:3 1.5Q1−0.5Q2+0.5Q3 碳、一氧化碳的标准燃烧热

【解析】

(1)①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量；

②由图象可知，丙烷完全燃烧生成1mol水的焓变△H=−553.75kJ/mol；

③依据热化学方程式结合混合气体物质的量和放热列式计算得到二甲醚和丙烷物质的量之比；

(2)①依据盖斯定律计算可得；

②设计实验、利用盖斯定律计算C(s)+ O2(g)═CO(g)的△H，需要知道碳和一氧化碳的燃烧热才能计算得到。

(1)①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为反应放热，△H为“−“，故答案为：−；

②由图象可知，丙烷完全燃烧生成1mol水的焓变△H=−553.75kJ/mol，则反应的热化学方程式为：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=−2215kJ/mol，故答案为：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=−2215kJ/mol；

③1mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1455kJ热量，若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1645kJ热量，设1mol混合气体中二甲醚物质的量x，丙烷物质的量为1−x，由热化学方程式可知丙烷燃烧放热2215 (1−x) kJ，由题意可得关系式1645−1455x=2215 (1−x)，解得x=0.75，则混合丙烷物质的量为0.25mol，混合气体中丙烷和二甲醚物质的量之比=0.25:0.75=1:3，故答案为：1:3；

(2)①将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，由盖斯定律可知，③−②+①×3得热化学方程式C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ，则△H1=−(3Q1−Q2+Q3)kJ/mol，若使23g液态无水酒精物质的量为0.5mol，完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为(1.5Q1−0.5Q2+0.5Q3)kJ，故答案为：1.5Q1−0.5Q2+0.5Q3；

②设计实验、利用盖斯定律计算C(s)+ O2(g)═CO(g)的△H，需要知道碳和一氧化碳的燃烧热才能计算得到，故答案为：碳、一氧化碳的标准燃烧热。