Question

计算题
已知：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ?mol^-1；CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-802.3kJ?mol^-1，H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1
1.792L（标准状况）的CO、CH₄和O₂组成的混合气体在量热器中燃烧，放出13.683KJ的热量．若向燃烧产物中再加入一定量的H₂使之燃烧完全，又放出9.672KJ热量．求原混合物中各气体的体积．

Answer 1

考点：有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化

分析：根据1.792L（标准状况）的CO、CH₄和O₂组成的混合气体在量热器中燃烧，放出13.683KJ的热量，结合题干中提供的方程式中反应热求出混合气体中CO、CH₄的物质的量，再根据若向燃烧产物中再加入一定量的H₂使之燃烧完全，说明氧气过量，又放出9.672KJ热量结合氢气和氧气的反应热求出原混合物中各气体的体积．

解答： 解：1.792L（标准状况）的CO、CH₄和O₂组成的混合气体的物质的量为n=

v

vm

=

1.792L

22.4L/mol

=0.08mol，设混合气体中CO、CH₄的物质的量分别为x、y，依据①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ?mol^-1；②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-802.3kJ?mol^-1，可知：283x+802.3y=13.683KJ，若向燃烧产物中再加入一定量的H₂使之燃烧完全，又放出9.672KJ热量，说明氧气过量，设通入参加反应的氢气的物质的量为Z，根据③H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8kJ?mol^-1，241.8ZkJ=9.672KJ，解得Z=0.04mol，则与之反应的氧气为0.02mol，CO、CH₄和O₂组成的混合气体0.08mol，恰好反应时物质的量为0.08mol-0.02mol=0.06mol，则依据能量守恒、恰好反应时物质的量列式得：

x+0.5x+y+2y=0.06mol 283x+802.3y=13.683KJ

解得

x=0.02mol y=0.01mol

，
则原混合物中CO的标准状况下体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L，CH₄标准状况下体积为0.01mol×22.4L/mol=0.224L，氧气标准状况下体积为1.792L-0.448L-0.224L=1.12L，
答：原混合物中CO、CH₄和O₂标准状况下体积分别为0.448L、0.224L、1.12L．

点评：本题考查根据热化学方程式进行的有关反应热的计算，理顺CO、CH₄和O₂的关系式解答的关键，题目难度中等．