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1-13 气体经燃烧后从燃烧室排出的气体组成(体积百分数)为:CO2 7.8%、CO 0.6%、O2 3.4%、H2O 15.6%、N2 72.6%。则该气体从800℃冷却至200℃所需移出的热量为( )。混合气体中各组分在200℃和800℃下的摩尔热容数值见下表。
A.20.38 kJ/mol
B.6.76 kJ/mol
C.2038.54 kJ/mol
D.203.85 kJ/mol
答案:1-13 A
A.答案正确。
计算每一组分。从800℃冷至200℃时,从气体中移走的热量为
Q=∑Mi(Cp,m800×800-Cp,m200×200)
Mi:为气体中某一组分的摩尔量。
计算基准为100 mol气体,基准温度为0℃。
CO2:7.8×(47.94×800-40.15×200)=236.51×103 J
CO:0.6×(31.10×800-29.52×200)=11.39×103 J
O2: 3.4×(32.52×800-29.95×200)=68.09×103 J
H2O:15.6×(37.38×800-34.12×200)=360.05×103 J
N2: 72.6×(30.77×800-29.24×200)=1362.5×103 J
Q=20.38kJ/mol
每一摩尔气体从800℃冷却至200℃,移出的热量为20.38 kJ。
B.答案错误。在计算时没有计算N2气从800℃降至200℃时应移出的热量,即
236.51×103+11.39×103+68.09×103+360.05×103
=676.04×103J=676.04kJ/100 mol=6.76 kJ/mol
C.答案错误。计算中没有注意题目要求,解得每摩尔应移出的热量为2038.54kJ/mol。
D.答案错误。计算中换算错误,得到每摩尔移出热量为203.85kJ/mol。