Question

100L水煤氣燃燒后共放出熱量1143.3kJ。

CO(g)+1/2 O₂(g)=CO₂(g)；△H＝-282.85kJ

H₂(g)+1/2 O₂(g)＝H₂O(l)；△H＝-285.8kJ

該水煤氣是由H₂、N₂、CO和CO₂組成的混合氣體。通入60LO₂中燃燒后得到65L氣體，再與NaOH溶液振蕩后體積變?yōu)?0L(以上體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)。這種水煤氣中各種氣體的體積是多少？

Answer 1

100L這種水煤氣中含H₂50L、CO40L、CO₂5L、N₂5L。

解析:

本題應(yīng)抓住3個(gè)關(guān)鍵：一是熱效應(yīng)，4種氣體中能燃燒的是H₂和CO，二者燃燒放出的熱量是1143.3kj；二是燃燒后氣體體積的變化，可知CO和H₂燃燒后，氣體的體積均減少；三是被NaOH溶液吸收的是CO₂。而CO₂的來(lái)源有二，其一是原來(lái)的，其二是由CO燃燒生成的。

－－－設(shè)100L水煤氣中有H₂xL，CO為yL。由反應(yīng)熱可知：

CO(g)＋1/2 O₂(g)=CO₂(g)；△H=-282.85kj/mol

1mol 282.85kj

yL/(22.4L/mol) m

m=y/22.4 ×282.85kj

H₂(g)+1/2 O_(g)=H[sub]2O(l)；△H＝-285.8kj/mol

1mol 285.8kj

xL/(22.4L/mol) n

n=x/22.4 ×285.8kj

故得：y/22.4 ×282.85+x/22.4 ×285.8=1143.3…………①

由體積關(guān)系有：

CO(g)+1/2 O₂(g)=CO₂(g) △V

1 1/2 1 0.5

y 0.5y

H₂(g)+1/2 O₂(g)=H₂O(g) △V

1 1/2 1.5

故得1.5x+y=100+60-65……………②

聯(lián)立①②，解得x=50(L)，y=40(L)

NaOH吸收CO₂的體積為40L，所以原煤氣中CO₂的體積為45L-40L＝5L，N₂的體積為100-40-5＝5L。