Question

1．CH₄气体的燃烧热△H=-802kJ•mol^-1，当CH₄不完全燃烧生成CO气体和液态H₂O时，放出的热量为519kJ．如果1mol CH₄与n g O₂燃烧生成CO、CO₂气体和液态H₂O，放出731.25kJ热量．
（1）写出CH₄气体不完全燃烧的热化学方程式．
（2）计算n的值．

Answer 1

分析 CH₄气体的燃烧热△H=-802kJ•mol^-1，根据燃烧热的概念可知，1molCH₄气体完全燃烧生成1molCO₂和H₂O（L）时，放出的热量为802KJ，1molCH₄气体不完全燃烧生成1molCO和H₂O（L）时，放出的热量为519KJ，故1molCO燃烧生成1molCO₂，放出的热量为802kJ-519kJ=283kJ，1mol甲烷不完全燃烧与完全燃烧相比，减少的热量为生成的CO燃烧放出的热量，根据减少的热量计算生成n（CO），再根据C原子守恒计算生成n（CO₂），根据H原子守恒计算n（H₂O），最后利用氧原子守恒计算n（O），利用m=nM计算氧原子的质量，等于消耗的氧气质量．

解答 解：（1）1molCH₄气体不完全燃烧生成1molCO和H₂O（L）时，放出的热量为519KJ，反应的热化学方程式为：2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1038KJ/mol；
答：CH₄气体不完全燃烧的热化学方程式为2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1038KJ/mol；
（2）1molCH₄与一定量氧气燃烧生成CO，CO₂，H₂O（L），并放出731.25KJ的热量，减少的热量为802KJ-731.25KJ=70.75kJ，
1mol甲烷不完全燃烧与完全燃烧相比，减少的热量为生成的CO燃烧放出的热量，故生成n（CO）=$\frac{70.75KJ}{283KJ}$×1mol=0.25mol
根据C原子守恒可知n（CO₂）=1mol-0.25mol=0.75mol，根据H原子守恒可知n（H₂O）=$\frac{1mol×4}{2}$=2mol，利用氧原子守恒由n（O）=0.25mol+0.75mol×2+2mol=3.75mol，故消耗的氧气的质量为3.75mol×16g/mol=60g；
答：n值为60g．

点评 本题考查反应热的有关计算，利用常规方法非常麻烦，本题解法关键是理解甲烷不完全燃烧与完全燃烧相比，减少的热量为生成的CO燃烧放出的热量，难度较大．