Question

計算題
已知：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ?mol^-1；CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-802.3kJ?mol^-1，H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1
1.792L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的CO、CH₄和O₂組成的混合氣體在量熱器中燃燒，放出13.683KJ的熱量．若向燃燒產(chǎn)物中再加入一定量的H₂使之燃燒完全，又放出9.672KJ熱量．求原混合物中各氣體的體積．

Answer 1

考點：有關(guān)反應(yīng)熱的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：根據(jù)1.792L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的CO、CH₄和O₂組成的混合氣體在量熱器中燃燒，放出13.683KJ的熱量，結(jié)合題干中提供的方程式中反應(yīng)熱求出混合氣體中CO、CH₄的物質(zhì)的量，再根據(jù)若向燃燒產(chǎn)物中再加入一定量的H₂使之燃燒完全，說明氧氣過量，又放出9.672KJ熱量結(jié)合氫氣和氧氣的反應(yīng)熱求出原混合物中各氣體的體積．

解答： 解：1.792L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的CO、CH₄和O₂組成的混合氣體的物質(zhì)的量為n=

v

vm

=

1.792L

22.4L/mol

=0.08mol，設(shè)混合氣體中CO、CH₄的物質(zhì)的量分別為x、y，依據(jù)①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ?mol^-1；②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-802.3kJ?mol^-1，可知：283x+802.3y=13.683KJ，若向燃燒產(chǎn)物中再加入一定量的H₂使之燃燒完全，又放出9.672KJ熱量，說明氧氣過量，設(shè)通入?yún)⒓臃磻?yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為Z，根據(jù)③H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1，241.8ZkJ=9.672KJ，解得Z=0.04mol，則與之反應(yīng)的氧氣為0.02mol，CO、CH₄和O₂組成的混合氣體0.08mol，恰好反應(yīng)時物質(zhì)的量為0.08mol-0.02mol=0.06mol，則依據(jù)能量守恒、恰好反應(yīng)時物質(zhì)的量列式得：

x+0.5x+y+2y=0.06mol 283x+802.3y=13.683KJ

解得

x=0.02mol y=0.01mol

，
則原混合物中CO的標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.02mol×22.4L/mol=0.448L，CH₄標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.01mol×22.4L/mol=0.224L，氧氣標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.792L-0.448L-0.224L=1.12L，
答：原混合物中CO、CH₄和O₂標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積分別為0.448L、0.224L、1.12L．

點評：本題考查根據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行的有關(guān)反應(yīng)熱的計算，理順CO、CH₄和O₂的關(guān)系式解答的關(guān)鍵，題目難度中等．