Question

某石油液化气由丙烷和丁烷组成，其质量分数分别为80%和20%。C₃H₈(g)+5O₂(g)3CO₂(g)+4H₂O(g)  ΔH(298 K)=-2200kJ·mol^-1,2C₄H₁₀(g)+13O₂(g) 8CO₂(g)+10H₂O(g)  ΔH(298 K)=-5800kJ·mol^-1。现有一质量为0.80 kg、容积为4.0 L的铝壶，将一壶20 ℃的水烧开需消耗0.056 kg石油液化气，试计算该燃料的利用率。已知水的比热容为4.2 kJ·(kg·℃)^-1,铝的比热容为0.88kJ·(kg·℃)^-1。

Answer 1

解析：应先根据热化学方程式求出两种物质放出的热量的总和，再由物理学知识计算、解答。

答案：由热化学方程式可知，1 mol C₃H₈燃烧放出热量为2 200 kJ·mol^-1,1 mol C₄H₁₀燃烧放出热量为2 900 kJ· mol^-1,故可先计算液化气燃烧放出的热量。

    Q_放=·mol^-1+·mol^-1=2 800 kJ。

    再根据热量计算公式：Q_吸=mcΔT=［4.0 L×1 kg·L^-1×4.2 kJ·(kg·℃)^-1+0.80 kg×0.88 kJ·(kg·℃)^-1］×(100 ℃-20 ℃)=1 400 kJ。

    所以，该燃料利用率为×100%=50%。