Question

【題目】（1）廣州亞運會“潮流”火炬內熊熊大火來源于丙烷的燃燒，丙烷是一種優良的燃料。試回答下列問題：

①如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1 mol H2O(l)過程中的能量變化圖，請在圖中的括號內填入“＋”或“－”_____。

②寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學方程式：___________________________________。

③二甲醚(CH3OCH3)是一種新型燃料，應用前景廣闊。1 mol二甲醚完全燃燒生成CO2和液態水放出1 455 kJ熱量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO2和液態水共放出1835 kJ熱量，則混合氣體中，丙烷和二甲醚的物質的量之比為_______。

（2）科學家蓋斯曾提出：“不管化學過程是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的。”利用蓋斯定律可測某些特別反應的熱效應。

①P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1

②P(s，紅磷)＋5/4O2(g)===1/4P4O10(s)　ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1

則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為_________________________________________。相同的狀況下，能量較低的是________；白磷的穩定性比紅磷________(填“高”或“低”)。

Answer 1

【答案】－ C3H8 (g)＋5O2(g)＝3CO2 (g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 215 kJ·mol－1 1∶1 P (s，白磷)===4P(s，紅磷) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1 紅磷 低

【解析】

綜合應用化學反應中的能量關系圖、熱化學方程式、以及蓋斯定律進行計算分析。

(1)①圖中反應物總能量高于生成物總能量，是放熱反應，ΔH< 0，填“－”；

②1mol丙烷（C3H8）完全燃燒生成4molH2O(l)，放熱553.75kJ·mol－1×4mol＝2215kJ，則C3H8 (g)＋5O2(g)＝3CO2 (g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 215 kJ·mol－1 ；

③設1mol混合氣體中，丙烷的物質的量為a mol，則二甲醚的物質的量為（1－a）mol，據題意有2215 kJ·mol－1×a+1455kJ·mol－1×(1mol－a)＝1835kJ,解得a＝0.5mol，丙烷和二甲醚的物質的量之比為1∶1；

(2)據蓋斯定律，熱化學方程式可加減運算，將①－②×4得白磷轉化為紅磷的熱化學方程式P4(s，白磷)＝4P(s，紅磷) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1 ，據此可見，白磷轉化為紅磷是放熱過程，相同狀況下，白磷能量較高、較不穩定，紅磷能量較低、較穩定。