Question

在石灰窑中烧制生石灰，1mol CaCO₃完全分解所需要的能量，可燃烧0.453mol碳来提供．设空气中O₂体积分数为0.21，N₂为0.79，则石灰窑产生的气体中CO₂的体积分数可能是（　　）

• A、0.43
• B、0.46
• C、0.49
• D、0.52

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：若碳燃烧发生反应C+O₂

点燃  .

CO₂，碳完全燃烧混合气体的物质的量不变，且有CO₂生成，若碳燃烧发生反应2C+O₂

点燃  .

2CO，碳完全燃烧混合气体的物质的量增大，由CaCO₃

高温  .

CaO+CO₂ ↑，可知1molCaCO₃分解1molCO₂生成，故碳完全燃烧生成CO₂时，石灰窑产生的气体中CO₂的体积分数最大，完全燃烧生成CO时，石灰窑产生的气体中CO₂的体积分数最小，再计算石灰窑生成的气体总物质的量、含有二氧化碳物质的量，据此计算解答．

解答： 解：由CaCO₃

高温  .

CaO+CO₂ ↑，可知1molCaCO₃分解1molCO₂生成，
若碳完全燃烧生成CO₂时，石灰窑产生的气体中CO₂的体积分数最大，则：
        C+O₂

点燃  .

CO₂
 0.453mol  0.453mol   0.453mol
碳完全燃烧混合气体的物质的量不变，故石灰窑产生的气体的总的物质的量=1mol+

0.453mol

0.21 0.21+0.79

=3.16mol，CO₂总量为：0.453mol+1mol=1.453mol，
则CO₂的体积分数=

1.453mol

3.16mol

=0.46，
若完全燃烧生成CO时，石灰窑产生的气体中CO₂的体积分数最小，则：
         2C+O₂

点燃  .

2CO
 0.453mol  0.2265mol  0.453mol
故反应产生的CO₂总量为1mol，消耗0.453molO₂含有的N₂为0.2265mol×

0.79

0.21

=0.8519mol，石灰窑产生的气体中CO₂的体积分数=

1mol

1mol+0.453mol+0.8519mol

=0.43，
石灰窑产生的气体中CO₂的体积分数：0.43≤φ（CO₂）≤0.46，
故选AB．

点评：本题主要考查混合物反应的计算，难度中等，是对学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力考查，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力，注意利用极限法解答．