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十字交叉法在反应热计算中的应用
专题课件
例题1、已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH4的燃烧热为890 kJ·mol-1,现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695 kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是 ( )
A.1:1 B.1:3 C.1:4 D.2:3
解法一 设混合气体中H2和CH4的物质的量分别为x和y,则有:
解之得:x≈1.25 mol,y=3.75 mol
则n(H2)∶n(CH4)=1∶3。
解法二 十字交叉法是进行两组混合物平均量与组分量计算的一种简便方法。
则n(H2)∶n(CH4)=151∶453.2=1:3
H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH4的燃烧热为890 kJ·mol-1,
1mol混合气体燃烧放热为:
H2 285.8
CH4 890
890—739=151
739—285.8=453.2
H2 285.8
CH4 890
890—739=151
739—285.8=453.2
例题2、已知A(g)+B(g)= C(g) △H1,D(g)+B(g)= E(g) △H2,若A和D混合气体1mol完全与B反应,放热△H3,则A和D物质的量之比是( )
A.(△H2-△H3):(△H1-△H3) B.(△H3-△H2):(△H1-△H3)
C.(△H3-△H2):(△H3-△H1) D.(△H1-△H3):(△H2-△H1)
解法一 设混合气体中A和D的物质的量分别为x和y,则有:
解之得:x= ,y=
则n(A)∶n(D)=
解法二 十字交叉法
则n(A)∶n(D)=
1molA完全与B反应,放热△H1, 1molD完全与B反应,放热△H2, 1mol混合气体完全与B反应,放热△H3, 则有:
A △H1
D △H2
△H3—△H2
△H1—△H3
适用范围:
“十字交叉法”适用于二组分混合物(或多组分混合物,但其中若干种有确定的物质的量比,因而可以看做两组分的混合物),求算混合物中关于组分的某个化学量(微粒数、物质的量、气体体积等)的比值或百分含量。凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题,即二组分的平均值,均可用十字交叉法。
若a1、a2分别表示某二元混合物中的两种组分A、B的量, 为a1、a2的加权平均值而非算术平均值,nA/nB为二元混合体系中的A和B的组成比。则:
A a1
B a2
a2 —
— a1
该方法的操作流程:
该方法还适用于:
1、根据二元混合物的平均分子量,求两元的物质的量之比.若为气体也即体积之比.
2、根据只含2种同位素的元素的平均原子量,求两种同位素原子的个数比或物质的量之比或在自然界中的百分含量(也称作丰度)
3、同种溶质不同质量分数(A%、B%)的溶液混合而成质量分数为C%
的溶液,求所取溶液的质量之比mA:mB.
4、根据两种有机物形成混合物的平均组成,来求两种有机物的物质的量之比.可选用平均C原子数或平均H原子数、平均O原子数来求解.
要铭记在心:每天都是一生中最美好的日子。