Question

14．在石灰窯中燒制生石灰，1molCaCO₃完全分解所需要的能量，需要燃燒0.45mol炭來提供，設(shè)空氣中O₂體積分?jǐn)?shù)為0.21，N₂為0.79，則石灰窯產(chǎn)生的氣體中CO₂的體積分?jǐn)?shù)可能是（　�。�

• A． 0.51
• B． 0.49
• C． 0.47
• D． 0.43

Answer 1

分析 若碳燃燒發(fā)生反應(yīng)C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂，碳完全燃燒混合氣體的物質(zhì)的量不變，且有CO₂生成，若碳燃燒發(fā)生反應(yīng)2C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO，碳完全燃燒混合氣體的物質(zhì)的量增大，由CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂ ↑，可知1molCaCO₃分解1molCO₂生成，故碳完全燃燒生成CO₂時(shí)，石灰窯產(chǎn)生的氣體中CO₂的體積分?jǐn)?shù)最大，完全燃燒生成CO時(shí)，石灰窯產(chǎn)生的氣體中CO₂的體積分?jǐn)?shù)最小，再計(jì)算石灰窯生成的氣體總物質(zhì)的量、含有二氧化碳物質(zhì)的量，據(jù)此計(jì)算解答．

解答 解：由CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂ ↑，可知1molCaCO₃分解1molCO₂生成，
若碳完全燃燒生成CO₂時(shí)，石灰窯產(chǎn)生的氣體中CO₂的體積分?jǐn)?shù)最大，則：
        C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$ CO₂
 0.453mol  0.453mol   0.453mol
碳完全燃燒混合氣體的物質(zhì)的量不變，故石灰窯產(chǎn)生的氣體的總的物質(zhì)的量=1mol+$\frac{\frac{0.45mol}{0.21}}{0.21+0.79}$=3.16mol，CO₂總量為：0.45mol+1mol=1.45mol，
則CO₂的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{1.45mol}{3.16mol}$=0.46，
若完全燃燒生成CO時(shí)，石灰窯產(chǎn)生的氣體中CO₂的體積分?jǐn)?shù)最小，則：
         2C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$  2CO
 0.453mol   0.2265mol  0.45mol
故反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂總量為1mol，消耗0.45molO₂含有的N₂為0.2265mol×$\frac{0.79}{0.21}$=0.8519mol，石灰窯產(chǎn)生的氣體中CO₂的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{1mol}{1mol+0.45mol+0.8519mol}$=0.43，
石灰窯產(chǎn)生的氣體中CO₂的體積分?jǐn)?shù)：0.43≤φ（CO₂）≤0.46，
故選D．

點(diǎn)評 本題主要考查混合物反應(yīng)的計(jì)算，難度中等，是對學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問題的能力考查，增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力，注意利用極限法解答．