一定条件下,燃烧2.24L的CO和O2的混合气体时,共放出aKJ的热量,反应后气体的密度为原气体密度的1.5倍,相同条件下,燃烧同样体积的N2O和CO的混合物,共得到三种气体产物,三种气体均能参与与大气循环,反应中放出bKJ热量,并测得原混合气体的密度是反应后混合气体密度的6分之7倍.(1)求CO的燃烧热.(2)N2O与CO所组成的混合物中气体的体积之比.(3)由单质生成1molN2O时的焓变
CO和O2反应后气体密度变为原气体密度的1.5倍,则由于质量守恒,可知反应后的气体体积为反应前的气体体积的2/3；而由CO的燃烧反应方程式2CO+O2=点燃=2CO2可见反应后的CO2体积刚好是反应前CO和O2体积的2/3,因此可知混合气体中CO和O2体积比恰好为2:1.
这里题目给的条件有问题,应该是说在标准状况下,否则2.24L的气体体积没有意义了,标况下2.24L气体为0.1mol,因此其中含有1/15mol的CO和1/30mol的O2,1/15mol的CO完全燃烧产生akJ热量,因此CO的燃烧热为15akJ/mol,或者(3750a/7)kJ/kg.
由于产生三种可参与大气循环的气体,因此N2O和CO可能发生的反应只能为N2O+CO=N2+CO2,2N2O=2N2+O2,反应后气体密度减小为反应前的6/7,有质量守恒,可知反应后气体体积增大为反应前的7/6,即增大了1/6体积,上述两个反应第一个反应前后体积不变,而第二个反应2体积的N2O反应后增大为3体积的N2和O2混合气体,因此可知在原混合气体中,有1/3体积的N2O直接发生了分解,而剩余2/3体积气体中有1/3体积的N2O和1/3体积的CO发生了第一个反应,即混合气体中有1/15mol的N2O和1/30mol的CO,体积比为2:1.
燃烧N2O和CO混合气体的反应也可以看成如下两个反应之和：2N2O=2N2+O2,2CO+O2=2CO2,由于其中含有1/30mol的CO,可知第二个反应放出的热量为15a*1/30=a/2kJ,而总反应放出的热量为bkJ,因此N2O分解放出的热量为(b-a/2)kJ(如果该值小于0就是吸收热量了),因此可知生成这么多N2O需要吸收(b-a/2)kJ热量,由于混合气体中的N2O为1/15mol,所以生成1molN2O需要吸收的热量为15(b-a/2)kJ,即焓变为15(b-a/2)kJ.
