Question

燃燒熱是指在101 kPa時，1 mol 物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量。某發(fā)動機燃料由A、B兩種物質混合而成，A、B兩種物質含有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	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，放出的熱量Q與B的物質的量分數x的關系如下圖所示。

（1）求A、B的相對分子質量。

（2）等物質的量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，通過堿石灰吸收后剩余3.2 L（氣體體積均在標準狀況下測定）。由此可推得混合物中原子個數比N（C）∶N（H）∶N（O）是多少？寫出A和B的化學式。

（3）求1 mol由A、B等物質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，則反應中生成CO的物質的量。

Answer 1

（1）32  114  (2)9∶22∶1

A.CH₄O  B.C₈H₁₈  （3）0.5 mol

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

（2）由于相對分子質量為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的化學式為CH₄O。等物質的量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B分子中含有8個C原子。再根據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數比為N（C）∶N（H）∶N（O）=9∶22∶1。

（3）如果1 mol 由A、B等物質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燃燒所產生的熱量，由此可知生成0.5 mol CO可放出141.5 kJ 的熱量。