Question

已知1mol CO气体完全燃烧生成CO₂气体放出283KJ热量；1mol H₂完全燃烧生成液态水放出286KJ热量；1mol CH₄气体完全燃烧生成CO₂气体和液态水放出890KJ热量．
（1）若1mol CH₄气体完全燃烧生成CO₂气体和水蒸气，放出的热量______890KJ．
（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）若将n mol CH₄、CO和H₂的混合气体完全燃烧，生成CO₂气体和液态水，则放出热量（Q）的取值范围是______．
（3）若将a mol CH₄、CO和H₂的混合气体完全燃烧，生成CO₂气体和液态水，且CO₂气体和水的物质的量相等时，则放出热量（Q）的取值范围是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据不同聚集状态的水的能量不同，以及能量高低进行判断；
（2）利用极限法计算；
（3）CO₂气体和水的物质的量相等，利用讨论法计算．
解答：解：（1）水由气态变为液态时要放热，1mol CH₄气体完全燃烧生成CO₂气体和液态水放出890KJ热量，则1mol CH₄气体完全燃烧生成CO₂气体和水蒸气，放出的热量小于890kJ，故答案为：＜；
（2）nmol全部是CO₂，放出热量为283nKJ；
同理，nmol全部是CH₄，放出热量为890nKJ；
nmol全部是H₂，放出热量为286nKJ；
故将将n mol CH₄、CO和H₂的混合气体完全燃烧生成气体和液态水，放出热量Q的取值范围是：283nKJ＜Q＜890nKJ．
故答案为：283nKJ＜Q＜890nKJ；
（3）生成的CO₂和液态H₂O的物质的量相等，还用假设分析，有以下几种可能
1）若无CO，生成的CO₂和液态H₂O的物质的量不相等，故不合题意
2）若无H₂，可能是CO和CH₄各为mol，
 放出的热量（Q）=a/2（283+890）=586.5aKJ，
3）若无CH₄，可能是CO和H₂各为mol，
放出的热量（Q）=a/2（283+286）=284.5akJ，
若无两种气体均不可能，
所以放出的热量（Q）的取值范围为：284.5aKJ＜Q＜586.5aKJ
故答案为：284.5a KJ＜Q＜586.5aKJ
点评：本题考查反应热的计算，题目难度中等，注意极限法和讨论法的计算运用．