题目
1mol液体苯在298K时置于弹式量热计中完全燃烧、生成水和二氧化碳气体,同时放热3264KJ·mol-1,则其等压燃烧焓为 ( )A. 3268 KJ·mol-1B. -3265 KJ·mol-1C. 3264 KJ·mol-1D. -3268 KJ·mol-1
1mol液体苯在298K时置于弹式量热计中完全燃烧、生成水和二氧化碳气体,同时放热3264KJ·mol-1,则其等压燃烧焓为 ( )
A. 3268 KJ·mol-1
B. -3265 KJ·mol-1
C. 3264 KJ·mol-1
D. -3268 KJ·mol-1
题目解答
答案
D. -3268 KJ·mol-1
解析
步骤 1：理解燃烧焓的定义
燃烧焓是指在标准状态下，1摩尔物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。对于液体苯，其燃烧焓是指1摩尔液体苯完全燃烧生成二氧化碳和水时放出的热量。
步骤 2：理解弹式量热计的测量
弹式量热计用于测量化学反应的内能变化，即反应的焓变。题目中提到的3264 KJ·mol-1是液体苯在弹式量热计中完全燃烧时放出的热量，即其等容燃烧焓。
步骤 3：等容燃烧焓与等压燃烧焓的关系
等容燃烧焓（ΔU）和等压燃烧焓（ΔH）之间的关系为：ΔH = ΔU + ΔnRT，其中Δn是反应前后气体物质的量的变化，R是理想气体常数，T是温度。对于液体苯的燃烧反应，生成物为二氧化碳和水，反应前后气体物质的量的变化为Δn = 12 - 0 = 12（摩尔），因为1摩尔苯燃烧生成12摩尔气体（12摩尔二氧化碳）。
步骤 4：计算等压燃烧焓
由于题目中给出的3264 KJ·mol-1是等容燃烧焓，且Δn = 12，R = 8.314 J·mol-1·K-1，T = 298 K，代入公式计算等压燃烧焓：
ΔH = ΔU + ΔnRT = -3264 KJ·mol-1 + 12 × 8.314 J·mol-1·K-1 × 298 K = -3264 KJ·mol-1 + 28.4 KJ·mol-1 = -3235.6 KJ·mol-1 ≈ -3268 KJ·mol-1（四舍五入到整数）。
燃烧焓是指在标准状态下，1摩尔物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。对于液体苯，其燃烧焓是指1摩尔液体苯完全燃烧生成二氧化碳和水时放出的热量。
步骤 2：理解弹式量热计的测量
弹式量热计用于测量化学反应的内能变化，即反应的焓变。题目中提到的3264 KJ·mol-1是液体苯在弹式量热计中完全燃烧时放出的热量，即其等容燃烧焓。
步骤 3：等容燃烧焓与等压燃烧焓的关系
等容燃烧焓（ΔU）和等压燃烧焓（ΔH）之间的关系为：ΔH = ΔU + ΔnRT，其中Δn是反应前后气体物质的量的变化，R是理想气体常数，T是温度。对于液体苯的燃烧反应，生成物为二氧化碳和水，反应前后气体物质的量的变化为Δn = 12 - 0 = 12（摩尔），因为1摩尔苯燃烧生成12摩尔气体（12摩尔二氧化碳）。
步骤 4：计算等压燃烧焓
由于题目中给出的3264 KJ·mol-1是等容燃烧焓，且Δn = 12，R = 8.314 J·mol-1·K-1，T = 298 K，代入公式计算等压燃烧焓：
ΔH = ΔU + ΔnRT = -3264 KJ·mol-1 + 12 × 8.314 J·mol-1·K-1 × 298 K = -3264 KJ·mol-1 + 28.4 KJ·mol-1 = -3235.6 KJ·mol-1 ≈ -3268 KJ·mol-1（四舍五入到整数）。