Question

某种发动机燃料由A、B两种物质混合而成，A、B两种物质含有C、H、O三种元素中的两种或三种。已知常温下，A、B及CO、H₂的燃烧热如下：

物质	A	B	CO	H2
燃烧热/kJ·mol-1	720	5 520	280	286

A、B按不同比例混合的燃料91.2 g，在足量的氧气中燃烧时，放出的热量Q与B的物质的量分数x的关系如上图。

（1）A、B的相对分子质量为A___________，B___________。

（2）等物质的量的A、B混合的燃料73 g，在160 L O₂中完全燃烧，反应后气体通过浓硫酸后，得到104 L气体，通过碱石灰吸收后剩余3.2 L（气体体积均在标准状况下测定）。由此可推得：

A分子式为___________，B分子式为___________。

（3）1 mol等物质的量的A、B混合的燃料，在一定量的氧气中燃烧，放出热量2 980 kJ，则反应中生成CO___________ mol。

Answer 1

（1）32  114

（2）CH₄O  C₈H₁₈

（3）0.5

解析：燃料共91.2 g，据关系图知全为A时放热2 052 kJ。A燃烧热为720  kJ·mol^-1,M(A)==32 g·mol^-1。

全为B时放热4 416 kJ，B燃烧热为5 520 kJ·mol^-1。

M（B）==114 g·mol^-1。

（1）A、B的相对分子质量为A为32，B为114。

（2）混合燃料73 g在160 L O₂ 中完全燃烧生成CO₂和H₂O，反应后气体通过浓H₂SO₄吸水余104 L，气体通过碱石灰吸收CO₂，余3.2 L则为剩余O₂体积，则n(CO₂)==4.5 mol,共耗n(O₂)= =7 mol。

73 g相当于各0.5 mol混合，若各1 mol则质量为146 g,n(C)=9 mol，耗O₂为14 mol,可设子总组成为C₉H_xO_y,据质量守恒及耗氧量守恒可列方程组

解得,即组成为C₉H₂₂O。

据含C、H、O三种元素中的两种或三种，且M（A）=32 g·mol^-1,M(B)=114 g·mol^-1,则A的分子式为CH₄O，B的分子式为C₈H₁₈。

（3）1 mol等物质的量的A、B混合燃料，若完全燃烧则放热：

0.5 mol×(720 kJ·mol^-1+5 520 kJ·mol^-1)=3 120 kJ,实际放热2 980 kJ，现少放热：3 120 kJ-2 980 kJ=140 kJ。

CO燃烧热为280 kJ·mol^-1,即每1 mol CO完全燃烧时放热280 kJ，即每有1 mol CO生成会少放出280 kJ热，现少放140 kJ，则反应中生成CO 0.5 mol。