题目内容

11.天然气是一种清洁高效的能源,其主要成分为甲烷(CH4).
(1)CH4的摩尔质量为16g/mol
(2)4.8g CH4的物质的量为0.3mol,在标准状况下的体积约为6.72L,所含氢原子数约为7.224×1023
上述甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,至少需要氧气0.6mol.

分析 (1)摩尔质量以g/mol为单位,数值上等于其相对分子质量;
(2)根据n=$\frac{m}{M}$计算甲烷物质的量,根据V=nVm计算甲烷体积,H原子物质的量为甲烷的4倍,根据N=nNA计算H原子数目,根据 CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ CO2+2H2O计算氧气物质的量.

解答 解:(1)CH4的摩尔质量为16g/mol,故答案为:16g/mol;
(2)4.8甲烷物质的量为$\frac{4.8g}{16g/mol}$=0.3mol,标况下甲烷体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L,H原子物质的量为甲烷的4倍,H原子数目为0.3mol×4×6.02×1023mol-1=7.224×1023,根据 CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ CO2+2H2O可知需要氧气物质的量为0.3mol×2=0.6mol,
故答案为:0.3mol;6.72L;7.224×1023;0.6.

点评 本题考查物质的量计算,比较基础,注意对基础知识的理解掌握.

练习册系列答案
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2.苯乙烯是重要的基础有机化工原料.工业中以乙苯(C6H5-CH2CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)的反应方程式为:C6H5-CH2CH3(g)?C6H5-CH=CH2(g)+H2(g)△H1=+125kJ•mol-1
(1)向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯,反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图1所示:

600℃时,由图1可知:
①氢气的物质的量分数为25%.
②此温度下该反应的平衡常数$\frac{a}{6V}$.
(2)分析上述平衡体系组成与温度的关系图:当温度高于970℃,苯乙烯的产率不再增加,其原因可能是有机化合物在温度过高时分解.
(3)实际生产中常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(稀释剂不参加反应).C6H5C2H5的平衡转化率与水蒸气的用量、体系总压强关系如图2.加入稀释剂能影响C6H5C2H5平衡转化率的原因是:正反应为气体分子数增大的反应,保持压强不变,加入水蒸气,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向正反应方向移动.
(4)某些工艺中,在反应的中途加入O2和特定的催化剂,有利于提高C6H5C2H5的平衡转化率.试解释其原因:氧气将反应生成的氢气消耗掉,减小了氢气的浓度;同时该反应放热使体系温度升高,平衡正反应方向移动.
(5)已知某温度下,当压强为101.3kPa时,该反应中乙苯的平衡转化率为30%;在相同温度下,若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3kPa,则乙苯的平衡转化率>30%
(6)乙苯在特定催化剂下发生氧化脱氢:
C6H5-CH2CH3(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?C6H5-CH=CH2(g)+H2O(g)△H
已知 H2的燃烧热△H为-285.8KJ/mol,水的汽化热为2441.12焦耳/克,则△H=-116.8kJ•mol-1

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