Question

18．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	725	5 518	283	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A32，B114．
（2）等物质的量的A、B混合的燃料73 g，在160L O₂中完全燃烧，反应后气体通过浓硫酸后，得到104L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）．由此可推得混合物中N（C）：N（H）：N（O）=9：22：1，A分子式为CH₄O，B分子式为C₈H₁₈．
（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2980 kJ，则反应中生成CO0.5
mol．

Answer 1

分析 （1）依据图象分析B的质量分数为100%时放热4414KJ，结合B的燃烧热是1molB完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量计算出B的物质的量，根据摩尔质量概念计算得到；当全部是A物质放热2066KJ，结合A的燃烧热计算A的物质的量，计算摩尔质量；
（2）反应后气体通过浓硫酸后，得到104L气体是氧气和二氧化碳的混合气体，通过碱石灰吸收后剩余3.2 L，是剩余的氧气，所以生成二氧化碳为：104-3.2=100.8L，物质的量为4.5mol，消耗氧气的体积为：160 L-3.2 L=156.8L，物质的量为7mol，然后根据平均相对分子量和耗氧量列式；
（3）计算1mol等物质的量的甲醇、汽油（C₈H₁₈）混合的燃料完全燃烧放出的热量，进而计算实际燃烧损失的热量，该热量为生成的CO燃烧放出的热量，根据CO的燃烧热计算CO的物质的量．

解答 解：（1）当X=1.0燃油全部是B，根据B的燃烧热计算B的物质的量，n（B）=$\frac{4414KJ}{5518KJ/mol}$=0.7999mol；则M（B）=$\frac{91.2g}{0.7999mol}$=114g/mol；
当X=0时，燃油全部是A，依据A的燃烧热计算A的物质的量=$\frac{2066kj}{725KJ/mol}$=2.85mol，则M（A）=$\frac{91.2g}{2.85mol}$=32g/mol；
故答案为：32；114；
（2）反应后气体通过浓硫酸后，得到104L气体是氧气和二氧化碳的混合气体，通过碱石灰吸收后剩余3.2 L，是剩余的氧气，所以生成二氧化碳为：104-3.2=100.8L，物质的量为4.5mol，消耗氧气的体积为：160 L-3.2 L=156.8L，物质的量为7mol，等物质的量的A、B混合的燃料73 g，设物质的量各为xmol，即32x+114y=73，解之得x=0.5mol，所以各为1mol时混合体系的质量为：146g，消耗氧气的量为14mol，生成9mol的二氧化碳，所以平均组成中碳原子数为9，设混合气体组成为：C₉H_xO_y，$\left\{\begin{array}{l}{12×9+x+16y=146}\\{9+\frac{x}{4}-\frac{y}{2}=14}\end{array}\right.$，解之得$\left\{\begin{array}{l}{x=22}\\{y=1}\end{array}\right.$，则平均组成为C₉H₂₂O，A、B两种物质含有C、H、O三种元素中的两种或三种，结合M（A）=32g/mol、M（B）=114，可知A的分子式为：CH₄O，B的分子式为：C₈H₁₈，故答案为：9：22：1；CH₄O；C₈H₁₈；
（3）0.5mol甲醇完全燃烧放出的热量为：0.5mol×725/kJ•mol^-l=362.5kJ，
0.5mol汽油完全燃烧放出的热量为：0.5mol×5518/kJ•mol^-l=2759kJ，
故不完全燃烧损失的热量为：362.5kJ+2759kJ-2980kJ=141.5kJ，
故生成的CO为$\frac{141.5kJ}{283kJ/mol}$=0.5mol，
故答案为：0.5．

点评 本题考查了燃烧热的概念应用和计算，主要是图象分析计算A、B的摩尔质量，混合物的综合计算，原子守恒是解题关键，题目难度中等．