Question

燃燒熱是指在101 kPa時(shí)，1 mol 物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量。某發(fā)動(dòng)機(jī)燃料由A、B兩種物質(zhì)混合而成，A、B兩種物質(zhì)含有C、H、O三種元素中的兩種或三種。已知常溫下A、B及CO、H₂的燃燒熱如下：

物質(zhì)	A	B	CO	H2
燃燒熱/kJ·mol-1	725	5 518	283	286

A、B按不同比例混合的燃料有91.2 g，在足量的O₂中燃燒時(shí)，放出的熱量Q與B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x的關(guān)系如下圖所示。

（1）求A、B的相對(duì)分子質(zhì)量。

（2）等物質(zhì)的量A、B混合的燃料有73 g，在160 L O₂中完全燃燒，得到104 L氣體，通過(guò)堿石灰吸收后剩余3.2 L（氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）。由此可推得混合物中原子個(gè)數(shù)比N（C）∶N（H）∶N（O）是多少？寫(xiě)出A和B的化學(xué)式。

（3）求1 mol由A、B等物質(zhì)的量混合而成的燃料在一定的氧氣中燃燒，放出2 980 kJ的熱量，則反應(yīng)中生成CO的物質(zhì)的量。

Answer 1

（1）32  114  (2)9∶22∶1

A.CH₄O  B.C₈H₁₈  （3）0.5 mol

解析：(1)根據(jù)圖示可知，當(dāng)x=0時(shí)，91.2 g全部為A物質(zhì)，其完全燃燒放出的熱量為2 066 kJ，根據(jù)燃燒熱的含義有:M(A)=91.2/(2 066÷725)=32。同理，當(dāng)x=1.0時(shí)，91.2 g全部為B物質(zhì)，故有M（B）=91.2/(4 414÷5 518)=114。

（2）由于相對(duì)分子質(zhì)量為32且只含有C、H、O三種元素中的兩種或三種的化合物只有CH₄O符合，因此A的化學(xué)式為CH₄O。等物質(zhì)的量A、B混合的燃料為73 g中含有A：0.5 mol,B:0.5 mol,在160 L O₂中完全燃燒后生成CO₂為（104 L-3.2 L）=100 .8 L,即4.5 mol。而由0.5 mol CH₄O燃燒生成CO₂ 0.5 mol，故由0.5 mol B燃燒生成CO₂ 4 mol，從而推出一個(gè)B分子中含有8個(gè)C原子。再根據(jù)A、B共消耗O₂：（160 L-3.2 L）=156.8 L,即7 mol,從而推出B的分子式為C₈H₁8。然后確定混合物中原子個(gè)數(shù)比為N（C）∶N（H）∶N（O）=9∶22∶1。

（3）如果1 mol 由A、B等物質(zhì)的量混合而成的燃料在氧氣中完全燃燒放出的熱量為0.5×725+0.5×5 518=3 121.5(kJ),而現(xiàn)在放出2 980 kJ的熱量，其熱量差為141.5 kJ，這正是0.5 mol CO燃燒所產(chǎn)生的熱量，由此可知生成0.5 mol CO可放出141.5 kJ 的熱量。