Question

1molCH₄气体完全燃烧生成CO₂和H₂O（L）时，放出的热量为802KJ；但当不完全燃烧生成CO和H₂O（L）时，放出的热量为519KJ．如果1molCH₄与一定量氧气燃烧生成CO，CO₂，H₂O（L），并放出731.25KJ的热量，则一定量的氧气的质量为（ ）
A．40g
B．56g
C．60g
D．无法计算

Answer

1molCH4气体完全燃烧生成1molCO2和H2O（L）时，放出的热量为802KJ，1molCH4气体不完全燃烧生成1molCO和H2O（L）时，放出的热量为519KJ，故1molCO燃烧生成1molCO2，放出的热量为802kJ-519kJ=283kJ，1mol甲烷不完全燃烧与完全燃烧相比，减少的热量为生成的CO燃烧放出的热量，根据减少的热量计算生成n（CO），再根据C原子守恒计算生成n（CO2），根据H原子守恒计算n（H2O），最后利用氧原子守恒计算n（O），利用m=nM计算氧原子的质量，等于消耗的氧气质量．
【解析】
1molCH4气体完全燃烧生成1molCO2和H2O（L）时，放出的热量为802KJ，1molCH4气体不完全燃烧生成1molCO和H2O（L）时，放出的热量为519KJ，故1molCO燃烧生成1molCO2，放出的热量为802kJ-519kJ=283kJ，
1molCH4与一定量氧气燃烧生成CO，CO2，H2O（L），并放出731.25KJ的热量，减少的热量为802KJ-731.25KJ=70.75kJ，
1mol甲烷不完全燃烧与完全燃烧相比，减少的热量为生成的CO燃烧放出的热量，故生成n（CO）=×1mol=0.25mol
根据C原子守恒可知n（CO2）=1mol-0.25mol=0.75mol，根据H原子守恒可知n（H2O）==2mol，利用氧原子守恒由n（O）=0.25mol+0.75mol×2+2mol=3.75mol，故消耗的氧气的质量为3.75mol×16g/mol=60g，
故选C．