Question

某石油液化氣由丙烷和丁烷組成，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為80%和20%．C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H（298K）=-2 200kJ?mol^-1，2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）═8CO₂（g）+10H₂O（g）△H（298K）=-5 800kJ?mol^-1．現(xiàn)有一質(zhì)量為0.80kg、容積為4.0L的鋁壺，將一壺20℃的水燒開需消耗0.056kg石油液化氣，試計算該燃燒的利用率．已知水的比熱容為4.2kJ?（kg?℃）^-1，鋁的比熱容為0.88kJ?（kg?℃）^-1．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)反應(yīng)熱的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：將一壺20℃的水燒開，需將鋁壺本身從0℃升高到80℃，需將壺中的水從0℃升高到80℃，所以燒水需要的能量是這兩項之和，0.056kg石油液化氣由丙烷和丁烷組成，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為80%和20%，質(zhì)量分別是56g×80%=44.8g、56g×20&=11.2g，依據(jù)C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H（298K）=-2 200kJ?mol^-1，2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）═8CO₂（g）+10H₂O（g）△H（298K）=-5 800kJ?mol^-1，分別求出燃燒放出的熱量，燃料的利用率為燒水需要的能量除以燃燒燃燒放出的總能量，據(jù)此分析解答．

解答： 解：將一壺20℃的水燒開，需將鋁壺本身從0℃升高到80℃，需將壺中的水從0℃升高到80℃，所以燒水需要的能量為Q=c₁m₁（t-t₀）+c₂m₂（t-t₀）=0.88×10³J/（kg?℃）×0.8kg×（80℃-0℃）+4.2×10³J/（kg?℃）×4kg×（80℃-0℃）=1400.32kJ，
0.056Kg中丙烷和丁烷的質(zhì)量分別為：0.056kg×80%=44.8g、0.056kg×20%=11.2g
物質(zhì)的量分別是n=

m

M

=

44.8g

44g/mol

=1.0mol、n=

m

M

=

11.2g

56g/mol

=0.2mol
根據(jù)C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H（298K）=-2 200kJ?mol^-1，2C₄H₁₀（g）+13O₂（g）═8CO₂（g）+10H₂O（g）△H（298K）=-5 800kJ?mol^-1，完全燃燒放出的熱量是1.0mol×2220kJ/mol+0.1mol×5800kJ/mol=2800.0kJ
因此該燃料的利用率是

1400.32

2800

×100%≈50%，
答：燃燒的利用率50%．

點(diǎn)評：本題考查熱量的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，解題過程中要注意單位的換算，題目難度中等．