Question

1．1mol CH₄气体完全燃烧放出的热量为802kJ，但当不完全燃烧生成CO气体和液态H₂O时，放出的热量为519kJ．如果1mol CH₄与n g O₂燃烧生成CO、CO₂气体和液态H₂O，放出731.25kJ热量．
（1）写出CH₄气体不完全燃烧的热化学方程式．
（2）计算n的值．

Answer 1

分析 题意可知不完全燃烧的热化学方程式为：2CH₄ （g）+3O₂ （g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1038 kJ•mol^-1或CH₄ （g）+$\frac{3}{2}$O₂ （g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-519 kJ•mol^-1①，
同理完全燃烧的热化学方程式为：CH₄ （g）+2O₂ （g）═CO₂ （g）+2H₂O（l）△H=-802 kJ•mol^-1②
可设不完全燃烧、完全燃烧的CH₄的物质的量分别是x、y，由①②得
CH₄-$\frac{3}{2}$O₂-CO-519 kJ
x  x•$\frac{3}{2}$    519x kJ
CH₄-2O₂-CO₂-802 kJ
Y  2y     802y kJ
得关系式x+y=1 mol
x•$\frac{3}{2}$+2y=$\frac{n}{32}$ mol
以此计算得到．

解答 解：1mol CH₄气体完全燃烧放出的热量为802kJ，但当不完全燃烧生成CO气体和液态H₂O时，放出的热量为519kJ，由题意可知不完全燃烧的热化学方程式为：
2CH₄ （g）+3O₂ （g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1038 kJ•mol^-1或CH₄ （g）+$\frac{3}{2}$O₂ （g）═CO（g）+2H₂O（l）；△H=-519 kJ•mol^-1①，
同理完全燃烧的热化学方程式为：CH₄ （g）+2O₂ （g）═CO₂ （g）+2H₂O（l）△H=-802 kJ•mol^-1②
可设不完全燃烧、完全燃烧的CH₄的物质的量分别是x、y，由①②得
CH₄-$\frac{3}{2}$O₂-CO-519 kJ
x  x•$\frac{3}{2}$    519x kJ
CH₄-2O₂-CO₂-802 kJ
Y  2y     802y kJ
得关系式x+y=1 mol
x•$\frac{3}{2}$+2y=$\frac{n}{32}$ mol
519x kJ+802y kJ=731.25 kJ
解得：x=0.25 mol y=0.75 mol n=60．
（1）答：CH₄气体不完全燃烧的热化学方程式为：2CH₄（g）+3O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1038 kJ•mol^-1或CH₄（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-519 kJ•mol^-1
（2）答：计算得到n=60．

点评 本题考查了热化学方程式书写和热化学方程式定量计算，主要是反应焓变的计算，题目难度中等．