Question

1 mol CH₄氣體完全燃燒生成CO₂和H₂O(l)時，放出的熱量為802 kJ，但當不完全燃燒生成CO和H₂O(l)時，放出熱量為519 kJ。如果1 mol CH₄與一定量O₂燃燒生成CO、CO₂、H₂O，并放出731.25 kJ的熱量，則一定量O₂的質量為(    )

A.40 g                      B.56 g                        C.60 g                            D.無法計算

Answer 1

解析：CH₄燃燒分為兩部分，由題意可寫出熱化學方程式：

    ①CH₄(g)+2O₂(g)====CO₂(g)+2H₂O(g)；ΔH=-802 kJ·mol^-1

    ②CH₄(g)+3/2O₂(g)====CO(g)+2H₂O(g)；ΔH=-519 kJ·mol^-1

    解法1：本題可根據已知的條件：1 mol CH₄與一定量O₂燃燒放出731.25 kJ熱量，列方程組求解。

    設發生①②兩個反應的CH₄的物質的量分別為x、y，則可得等式：

    x+y=1，802x+519y=731.25。

    聯立兩等式，解得x=0.75 mol，y=0.25 mol。所用的O₂的質量為32 g·mol^-1×（0.75 mol×2+0.25 mol×3/2）=60 g。

    解法2：十字交叉法：

   

    即在①②兩反應中CH₄的物質的量之比為3∶1。所以消耗O₂的質量為

    m(O₂)=() mol×32 g·mol^-1=60 g

答案：C