2013年化工工程師物料能量平衡試題及解析12

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　　1-13 氣體經(jīng)燃燒后從燃燒室排出的氣體組成(體積百分?jǐn)?shù))為：CO2 7.8%、CO 0.6%、O2 3.4%、H2O 15.6%、N2 72.6%。則該氣體從800℃冷卻至200℃所需移出的熱量為( )?；旌蠚怏w中各組分在200℃和800℃下的摩爾熱容數(shù)值見下表。

　　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.答案正確。

　　計(jì)算每一組分。從800℃冷至200℃時(shí)，從氣體中移走的熱量為

　　Q=∑Mi(Cp,m800×800-Cp,m200×200)

　　Mi：為氣體中某一組分的摩爾量。

　　計(jì)算基準(zhǔn)為100 mol氣體，基準(zhǔn)溫度為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

　　每一摩爾氣體從800℃冷卻至200℃，移出的熱量為20.38 kJ。

　　B.答案錯(cuò)誤。在計(jì)算時(shí)沒有計(jì)算N2氣從800℃降至200℃時(shí)應(yīng)移出的熱量，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.答案錯(cuò)誤。計(jì)算中沒有注意題目要求，解得每摩爾應(yīng)移出的熱量為2038.54kJ/mol。

　　D.答案錯(cuò)誤。計(jì)算中換算錯(cuò)誤，得到每摩爾移出熱量為203.85kJ/mol。

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