Question

可燃冰中蘊(yùn)藏著大量的甲烷，有望成為未來(lái)新能源。已知1 mol CH₄氣體完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)H₂O時(shí)放出的熱量為890.3 kJ，當(dāng)它不完全燃燒生成CO氣體和液態(tài)H₂O時(shí)，放出的熱量為519 kJ。如果1 mol CH₄在n g O₂中燃燒生成CO、CO₂氣體和液態(tài)H₂O，放出731.25 kJ熱量。

(1)寫(xiě)出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式。

(2)寫(xiě)出甲烷氣體不完全燃燒的熱化學(xué)方程式。

(3)計(jì)算n的值。

Answer 1

(1)1 mol CH₄完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)水放出的熱量就是CH₄的燃燒熱，所以表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH₄(g)+2O₂(g)====CO₂(g)+

2H₂O(l)       ΔH=-890.3 kJ·mol^-1。

(2)CH₄氣體不完全燃燒的熱化學(xué)方程式寫(xiě)成下面兩種形式都可以：

CH₄(g)+O₂(g)====CO(g)+2H₂O(l)    ΔH=-519 kJ·mol^-1             ①

或2CH₄(g)+3O₂(g)====2CO(g)+4H₂O(l)    ΔH=-1 038 kJ·mol^-1

(3)CH₄氣體完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：

CH₄(g)+2O₂(g)====CO₂(g)+2H₂O(l)    ΔH=-890.3 kJ·mol^-1         ②

設(shè)1 mol CH₄中，發(fā)生反應(yīng)①②的CH₄的物質(zhì)的量分別為x、y，則有：

解得：x≈0.43 mol,y≈0.57 mol

相應(yīng)消耗O₂的質(zhì)量為：(3x/2+2y)mol×32 g·mol^-1=57.12 g。

答案：(1)CH₄(g)+2O₂(g)====CO₂(g)+2H₂O(l)    ΔH=-890.3 kJ·mol^-1

(2)CH₄(g)+O₂(g)====CO(g)+2H₂O(l)    ΔH=-519 kJ·mol^-1

或2CH₄(g)+3O₂(g)====2CO(g)+4H₂O(l)    ΔH=-1 038 kJ·mol^-1

(3)n=57.12