Question

沼氣（主要成分是甲烷）是一種廉價的能源，把農村中大量存在的農作物秸稈、雜草、人畜糞便等在沼氣池中發酵，便可產生沼氣，沼氣完全燃燒可以用來點燈、做飯。

（1）在101kPa時，32gCH₄燃燒生成CO₂和氣態H₂O，放出1604kJ的熱量，寫出甲烷燃燒的熱化學方程式為__________________________________________________________。

（2）120℃，取CH₄和過量O₂的混合氣體共0.4mol，點燃使其充分反應，將燃燒后的氣體通過足量的堿石灰（NaOH和CaO的固體混合物）充分吸收，堿石灰增重8g。計算：原混合氣體中CH₄和O₂的體積比是多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）CH₄（g）＋2O₂（g）＝CO₂（g）＋2H₂O（g）    ΔH＝－802kJ·mol^－1

（2）1：3 

【解析】（1）32gCH₄是2mol，因此1mol甲烷燃燒放出的熱量是802kJ，所以甲烷燃燒的熱化學方程式為CH₄（g）＋2O₂（g）＝CO₂（g）＋2H₂O（g）   ΔH＝－802kJ·mol^－1。

（2）設CO₂的物質的量是x。堿石灰吸收的是水和CO₂，即水和CO₂的質量之和是8g。根據甲烷的化學式CH₄可知，水的物質的量是CO₂的2倍，所以有44x＋18×2x=8，解得 x＝0.1mol，所以根據碳原子守恒可知甲烷是0.1mol，氧氣是0.3mol，體積之比是1：3 。