题目

题型：不详难度：来源：

已知在101 kPa时，CO的燃烧热为283 kJ·mol^-1。相同条件下，若2 mol CH₄完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1 mol CO完全燃烧放出热量的6.30倍，甲烷的燃烧热是多少？
（2）现有CO和CH₄组成的混合气体共0.75 mol，完全燃烧生成二氧化碳气体和18 g液态水，放出热量为多少？
（3）120 ℃、101 kPa下，a mL由CO和CH₄组成的混合气体在b mL O₂中完全燃烧后，恢复到原温度和压强。①若混合气体与O₂恰好完全反应，产生b mL CO₂，则混合气体中CH₄的体积分数为____________（保留2位小数）。
②若燃烧后气体体积缩小了a/4 mL，则a与b关系的数学表示式是__________________。

答案

（1）891.45 kJ·mol^-1（2）516.5 kJ （3）①0.33 ②b≥5a/4

解析

（1）甲烷的燃烧热为：283 kJ·mol^-1×6.30×1/2="891.45" kJ·mol^-1。
（2） CO和CH₄组成的混合气体共0.75 mol，完全燃烧生成18 g液态水，则甲烷为0.5 mol,它燃烧放出热量为：0.5 mol×891.45 kJ·mol^-1="445.725" kJ；混合气体CO为0.25 mol，其燃烧放出热量为：0.25 mol×283 kJ·mol^-1="70.75" kJ，故0.75 mol混合气体完全燃烧共放出516.5 kJ热量。
（3）设混合气体中CO和CH₄的体积分别为x、y，由题意知，a=b，x+y=b，1/2x+2y=b，解之得y=b/3，混合气体中CH₄的体积分数为：b/3÷b=0.33。
②CO和CH₄燃烧的化学方程式分别为：2CO+O₂====2CO₂、CH₄+2O₂====CO₂+2H₂O。从两方程式看，体积缩小是由CO燃烧造成的，体积缩小a/4，CO体积应为a/2，它完全燃烧消耗氧气a/4，甲烷a/2，消耗氧气a，为保证混合气体完全燃烧故有b≥5a/4。