思考题和习题解答 2830×103+8321k人-275×10-J/) +2894× 10.79×10°=0 K T=2142K 18.(1)某混合气体由CO、H2、N2组成,各组分的摩尔分数分别 为0.200,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气,使之在恒压下完全燃 烧。已知空气中O2与N2的物质的量之比为1:4,混合气体及空气的温 度均为25℃,燃烧产物的温度为825℃,压力为101325Pa。求25℃压 力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。已知25~825℃范 围内CO2、H2O(g)、N2的平均摩尔定压热容分别为4523JK-mol 3824JK-mol-、3004JK-mol。各物质的标准摩尔生成焓可查 附录。(2)如果其他条件不变,但燃烧产物的温度为50℃,问此时有多 少水以液态存在。已知50℃时水的饱和蒸气压为1227kPa。 解:(1)以1mol混合气体作为物料衡算的基准,按反应 CO+O2→>CO2H2+O2-H2O 加入理论需要量的空气后CO、H2、O2、N2的物质的量分别为0.200 0.300、0.250、1500mol,温度为25℃;最终CO2、H2O、N2的物质 的量分别为0.200、0.300、1500mol,温度为825℃。 CO,H2, O2, N2 CO2,H,O, Nz 25℃ 825℃ CO,, H,O, N2 △H1=90.200×-393.509-(-110525)+0.300×(-241.818)kJ 129.142kJ △H2=(0200×4523+0300×3824+1500×30.04)×(825-25)J =5246kJ △H=MH1+△H2=(-129.14+5246)kJ=-7668kJ 101325×1 ol= 40.88 mol RT8.3145×(25+273.15)·36· 思考题和习题解答 298 0 2 K 57.5 10 298 K 283.0 10 83.21 2 2 3 3 = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ − ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ × × +⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ − ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − × + × − T T 10.79 10 0 K 2894 K 6 2 ⎟ − × = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ + × ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ T T ∴ T = 2142 K 18. (1) 某混合气体由 CO、H2、N2 组成，各组分的摩尔分数分别 为 0.200, 0.300, 0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃 烧。已知空气中 O2 与 N2 的物质的量之比为 1∶4，混合气体及空气的温 度均为 25℃，燃烧产物的温度为 825℃，压力为 101325 Pa。求 25℃压 力为 101325 Pa 的 1 m3 混合气体燃烧时放热多少。已知 25 ～825℃范 围内 CO2、H2O(g)、N2 的平均摩尔定压热容分别为 45.23 1 1 J K mol − − ⋅ ⋅ 、 38.24 1 1 J K mol − − ⋅ ⋅ 、 1 1 30.04J K mol − − ⋅ ⋅ 。各物质的标准摩尔生成焓可查 附录。(2) 如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为 50℃，问此时有多 少水以液态存在。已知 50℃时水的饱和蒸气压为12 27 . kPa 。 解：(1) 以1 mol 混合气体作为物料衡算的基准，按反应 CO + 1 2 O CO 2 2 ⎯ →⎯ H + 1 2 22 2 O HO ⎯ →⎯ 加入理论需要量的空气后CO、H2 、O2 、N2 的物质的量分别为 0.200、 0.300、0.250、1500 . mol ，温度为 25℃；最终CO2 、H O2 、N2 的物质 的量分别为 0.200、0.300、1500 . mol ，温度为 825℃。 CO ，H2，O2，N2 ΔH 25℃ CO2，H2O，N2 25℃ CO2，H2O，N2 825℃ ΔH1 ΔH2 { } 0.200 [ 393.509 ( 110.525)] 0.300 ( 241.818) kJ ΔH1 = × − − − + × − = −129.142 kJ [ ] (0.200 45.23 0.300 38.24 1.500 30.04) (825 25) J ΔH2 = × + × + × × − = 52.46 kJ ( 129.14 52.46) kJ = 76.68 kJ ΔH = ΔH1 + ΔH2 = − + − mol = 40.88 mol 8.3145 (25 273.15) 101325 1 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × + × = = RT pV n