Question

20．已知25℃、101kPa條件下，H₂、CO、CH₄的燃燒分別為286kJ•mol^-1、283kJ•mol^-1、890kJ•mol^-1，若將a mol H₂、CO、CH₄的混合氣體完全燃燒，生成氣態CO₂和液態H₂O，且n（CO₂）=n（H₂O），則放出的熱量（Q）可能為（　　）

• A． 284.5a kJ
• B． 586.5a kJ
• C． 555a kJ
• D． 598a kJ

Answer 1

分析 由于n（CO₂）=n（H₂O），說明混合物中C、H原子數目之比為1：2，則2[n（CO）+n（CH₄）]=2n（H₂）+4n（CH₄），整理可得：n（CO）=n（H₂）+n（CH₄），即CO為0.5a mol，氫氣與甲烷共0.5a mol，當0.5a mol全部為氫氣時，燃燒放出的熱量最少，當0.5a mol全部為甲烷時，燃燒放出的熱量最多，結合燃燒熱計算．

解答 解：由于n（CO₂）=n（H₂O），說明混合物中C、H原子數目之比為1：2，則2[n（CO）+n（CH₄）]=2n（H₂）+4n（CH₄），整理可得：n（CO）=n（H₂）+n（CH₄），即CO為0.5a mol，氫氣與甲烷共0.5a mol，
0.5a mol CO燃燒放出的熱量為0.5a mol×283kJ•mol^-1=141.5a kJ，
當另外0.5a mol全部為氫氣時，燃燒放出的熱量最少，放出熱量最少為141.5a kJ+0.5a mol×286kJ•mol^-1=284.5a kJ，當另外0.5a mol全部為甲烷時，燃燒放出的熱量最多，放出熱量最多為141.5a kJ+0.5a mol×890kJ•mol^-1=586.5a kJ，
故選：C．

點評 本題考查燃燒熱的有關計算，關鍵是確定CO的物質的量，再利用極限法解答，側重考查學生分析計算能力，難度中等．