Question

【題目】(1)家用液化氣的主要成分之一是丁烷(C4H10)，當1 kg丁烷完全燃燒生成二氧化碳和液態水時，放出熱量為5×104kJ，試寫出表示丁烷燃燒熱的熱化學方程式：________

(2)已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1

現有0.2 mol的炭粉和氫氣組成的懸浮氣，且混合物在氧氣中完全燃燒，共放出63.53 kJ熱量，則混合物中C與H2的物質的量之比為_______________。

(3)蓋斯定律在生產和科學研究中有很重要的意義。有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定。現根據下列3個熱化學反應方程式：

Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g) △H＝—24.8 kJ·mol－1

3Fe2O3 (s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H＝—47.4 kJ·mol－1

Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H＝ +640.5 kJ·mol－1

寫出CO(g)還原FeO(s)得到Fe (s)體和CO2(g)的熱化學反應方程式：___________。

Answer 1

【答案】C4H10(g)+O2(g)＝4CO2(g)+5H2O(l)　△H＝-2900 kJ·mol-1 1:1 CO(g)+FeO(s) = Fe(s)+CO2(g) △H＝-218.0 kJ·mol-1

【解析】

(1)1000g丁烷完全燃燒生成二氧化碳和液態水時，放出熱量為5×104kJ，則1g丁烷完全燃燒生成二氧化碳和液態水時，放出熱量為，即50kJ。1mol丁烷的質量為58g，則1mol丁烷完全燃燒生成二氧化碳和液態水時，放出熱量為58×50kJ=2900kJ，則表示丁烷燃燒熱的熱化學方程式為：C4H10(g)+O2(g)＝4CO2(g)+5H2O(l)　△H＝-2900 mol·L-1，故答案為：C4H10(g)+O2(g)＝4CO2(g)+5H2O(l)　△H＝-2900 kJ·mol-1；

(2)由C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝-393.5 kJ·mol－1和2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH＝-483.6 kJ·mol－1可知，1molC(s)完全燃燒放出393.5kJ熱量，1molH2(g)完全燃燒放出熱量，即241.8kJ。設混合物中C和H2的物質的量分別為xmol、ymol，則，解得：x=0.1，y=0.1，則混合物中C與H2的物質的量之比=0.1:0.1=1:1，故答案為：1:1；

(3)①Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g) △H1＝-24.8 kJ·mol－1

②3Fe2O3 (s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H2＝-47.4 kJ·mol－1

③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3＝+640.5 kJ·mol－1

得：CO(g)+FeO(s) = Fe(s)+CO2(g) △H＝=-218.0 kJ·mol－1，故答案為：CO(g)+FeO(s) = Fe(s)+CO2(g) △H＝-218.0 kJ·mol－1。