Question

已知CH₄气体的燃烧热为802 kJ∙mol^-1，1mol CH₄不完全燃烧生成CO和H₂O(l)时放出的热量为519 kJ。如果1 mol CH₄与一定量O₂燃烧生成CO、CO₂、H₂O，并放出731.25 kJ的热量，则一定量O₂的质量为

A. 40 g B. 56 g C. 60 g D. 无法计算

Answer

C

【解析】

根据CH4气体的燃烧热为802 kJ∙mol-1，可写出甲烷燃烧热的热化学方程式，再根据1molCH4气体不完全燃烧生成CO和H2O(l)时，放出的热量为519kJ，写出甲烷燃烧生成CO的热化学方程式，已知1molCH4与一定量O2燃烧生成CO、CO2、H2O，并放出731.25 kJ的热量，可设发生①②两个反应的CH4的物质的量分别为x、y，依据反应热可列方程组求解，进而计算消耗氧气的质量。

已知CH4气体的燃烧热为802 kJ∙mol-1，则1molCH4气体完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出的热量为802kJ，1mol CH4不完全燃烧生成CO和H2O(l)时放出的热量为519 kJ，则可以写出甲烷燃烧的热化学方程式：

①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -802 kJ·mol-1

②CH4(g)+3/2O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH= -519 kJ·mol-1

根据已知条件：1 molCH4与一定量O2燃烧生成CO、CO2、H2O，并放出731.25 kJ的热量，可列方程组求解。

设发生①②两个反应的CH4的物质的量分别为x、y，则可得等式：

x+y=1，802x+519y=731.25，联立两等式，解得x=0.75mol，y=0.25mol，所用的O2的质量为32g∙mol-1×（0.75mol×2+0.25mol×3/2）=60g；

答案选C。