已知在101 kPa时,CO的燃烧热为283 kJ·mol-1。相同条件下,若2 mol CH4完全燃烧生成液态水,所放出的热量为1 mol CO完全燃烧放出热量的6.30倍,甲烷的燃烧热是多少?
(2)现有CO和CH4组成的混合气体共0.75 mol,完全燃烧生成二氧化碳气体和18 g液态水,放出热量为多少?
(3)120 ℃、101 kPa下,a mL由CO和CH4组成的混合气体在b mL O2中完全燃烧后,恢复到原温度和压强。①若混合气体与O2恰好完全反应,产生b mL CO2,则混合气体中CH4的体积分数为____________(保留2位小数)。
②若燃烧后气体体积缩小了a/4 mL,则a与b关系的数学表示式是__________________。
(1)891.45 kJ·mol-1(2)516.5 kJ (3)①0.33 ②b≥5a/4
(1)甲烷的燃烧热为:283 kJ·mol-1×6.30×1/2="891.45" kJ·mol-1。
(2) CO和CH4组成的混合气体共0.75 mol,完全燃烧生成18 g液态水,则甲烷为0.5 mol,它燃烧放出热量为:0.5 mol×891.45 kJ·mol-1="445.725" kJ;混合气体CO为0.25 mol,其燃烧放出热量为:0.25 mol×283 kJ·mol-1="70.75" kJ,故0.75 mol混合气体完全燃烧共放出516.5 kJ热量。
(3)设混合气体中CO和CH4的体积分别为x、y,由题意知,a=b,x+y=b,1/2x+2y=b,解之得y=b/3,混合气体中CH4的体积分数为:b/3÷b=0.33。
②CO和CH4燃烧的化学方程式分别为:2CO+O2====2CO2、CH4+2O2====CO2+2H2O。从两方程式看,体积缩小是由CO燃烧造成的,体积缩小a/4,CO体积应为a/2,它完全燃烧消耗氧气a/4,甲烷a/2,消耗氧气a,为保证混合气体完全燃烧故有b≥5a/4。