Question

（2011?上海模擬）工業(yè)上利用焦炭在石灰窯中燃燒放熱，使石灰石分解生產(chǎn)CO₂．主要反應(yīng)如下：
C+O₂→CO₂  ①，
CaCO₃→CO₂↑+CaO  ②
（1）含碳酸鈣95%的石灰石2.0t按②完全分解（設(shè)雜質(zhì)不分解），可得標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂的體積為

次空刪除

425.6

m³．
（2）純凈的CaCO₃和焦炭混合物m g在石灰窯中完全反應(yīng)，所得CO₂的物質(zhì)的量范圍是

m

100

mol＜n(CO2)＜

m

12

mol

．
（3）純凈的CaCO₃和焦炭按①②完全反應(yīng)，當(dāng)窯內(nèi)配比率

n(CaCO3)

n(C)

=2.2時(shí)，窯氣中CO₂的最大體積分?jǐn)?shù)為多少？（設(shè)空氣只含N₂與O₂，且體積比為4：1，下同）
（4）某次窯氣成分如下：O₂ 0.2%，CO 0.2%，CO₂ 41.6%，其余為N₂．則此次窯內(nèi)配比率

n(CaCO3)

n(C)

為何值？

Answer 1

分析：（1）依據(jù)CaCO₃→CO₂↑+CaO  反應(yīng)，計(jì)算碳酸鈣物質(zhì)的量來(lái)定量計(jì)算二氧化碳物質(zhì)的量，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況氣體的體積；
（2）依據(jù)極值計(jì)算計(jì)算得到生成二氧化碳的物質(zhì)的量范圍；
（3）當(dāng)空氣O₂中與C完全反應(yīng)生成CO₂時(shí)所得窯氣中CO₂體積分?jǐn)?shù)最大，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算得到；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式和題干條件計(jì)算個(gè)物質(zhì)的物質(zhì)的量，分析計(jì)算配料比；

解答：解：（1）含碳酸鈣95%的石灰石2.0t按②完全分解（設(shè)雜質(zhì)不分解）碳酸鈣質(zhì)量=2.0t×95%=1.9t=1900Kg，物質(zhì)的量為19Kmol，CaCO₃→CO₂↑+CaO  生成二氧化碳物質(zhì)的量為19Kmol，可得標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO₂的體積=19000mol×22.4L/mol=425600L=425.6m³；
故答案為：425.6m³；
（2）純凈的CaCO₃和焦炭混合物m g在石灰窯中完全反應(yīng)，依據(jù)極值計(jì)算得到，若mg碳全部反應(yīng)生成二氧化碳物質(zhì)的量為

m

12

，若全部為碳酸鈣生成二氧化碳物質(zhì)的量為

m

100

，所以所得CO₂的物質(zhì)的量范圍是

m

100

mol＜n(CO2)＜

m

12

mol；
故答案為：

m

100

mol＜n(CO2)＜

m

12

mol；
（3）設(shè)n（C）=1mol，n（CaCO₃）=2.2mol，當(dāng)空氣O₂中與C完全反應(yīng)生成CO₂時(shí)所得窯氣中CO₂體積分?jǐn)?shù)最大
C+O₂=CO₂  CaCO₃=CO₂+CaO
1  1   1   2.2  2.2
CO2的體積分?jǐn)?shù)=

1+2.2

1+2.2+4

×100%=44.4%；
答：窯氣中CO₂的最大體積分?jǐn)?shù)為44.4%；
（4）設(shè)窯氣為100mol，則n（N₂）=100-41.6-0.2-0.2=58mol，空氣只含N₂與O₂，且體積比為4：1，n（O₂）=

58

4

=14.5mol；參加反應(yīng)的氧氣n（O₂）=14.5mol-0.2mol=14.3mol；
 2C+O₂=2CO        C+O₂=CO₂     CaCO₃=CO₂+CaO
 2  1   1         1  1   1      1     1
0.2 0.1 0.2     14.2 14.2 14.2 27.4    27.4
n（CaCO₃）=27.4mol，n（C）=14.4mol；

n(CaCO3)

n(C)

=1.90；
答：此次窯內(nèi)配比為：1.90；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)方程式的計(jì)算方法應(yīng)用，極值假設(shè)，混合物質(zhì)成分的計(jì)算應(yīng)用，題目難度較大．