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在石灰窑中烧制生石灰,1mol CaCO3完全分解所需要的能量,可燃烧0.453mol碳来提供.设空气中O2体积分数为0.21,N2为0.79,则石灰窑产生的气体中CO2的体积分数可能是(  )
A、0.43B、0.46
C、0.49D、0.52
考点:化学方程式的有关计算
专题:计算题
分析:若碳燃烧发生反应C+O2
 点燃 
.
 
CO2,碳完全燃烧混合气体的物质的量不变,且有CO2生成,若碳燃烧发生反应2C+O2
 点燃 
.
 
2CO,碳完全燃烧混合气体的物质的量增大,由CaCO3
 高温 
.
 
CaO+CO2 ↑,可知1molCaCO3分解1molCO2生成,故碳完全燃烧生成CO2时,石灰窑产生的气体中CO2的体积分数最大,完全燃烧生成CO时,石灰窑产生的气体中CO2的体积分数最小,再计算石灰窑生成的气体总物质的量、含有二氧化碳物质的量,据此计算解答.
解答: 解:由CaCO3
 高温 
.
 
CaO+CO2 ↑,可知1molCaCO3分解1molCO2生成,
若碳完全燃烧生成CO2时,石灰窑产生的气体中CO2的体积分数最大,则:
        C+O2
 点燃 
.
 
CO2
 0.453mol  0.453mol   0.453mol
碳完全燃烧混合气体的物质的量不变,故石灰窑产生的气体的总的物质的量=1mol+
0.453mol
0.21
0.21+0.79
=3.16mol,CO2总量为:0.453mol+1mol=1.453mol,
则CO2的体积分数=
1.453mol
3.16mol
=0.46,
若完全燃烧生成CO时,石灰窑产生的气体中CO2的体积分数最小,则:
         2C+O2
 点燃 
.
 
2CO
 0.453mol  0.2265mol  0.453mol
故反应产生的CO2总量为1mol,消耗0.453molO2含有的N2为0.2265mol×
0.79
0.21
=0.8519mol,石灰窑产生的气体中CO2的体积分数=
1mol
1mol+0.453mol+0.8519mol
=0.43,
石灰窑产生的气体中CO2的体积分数:0.43≤φ(CO2)≤0.46,
故选AB.
点评:本题主要考查混合物反应的计算,难度中等,是对学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力考查,增加了学生分析问题的思维跨度,强调了学生整合知识的能力,注意利用极限法解答.
练习册系列答案
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C、0.3 mol?L-1
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