2013年化工工程师物料能量平衡试题及解析12

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　　1-13 气体经燃烧后从燃烧室排出的气体组成(体积百分数)为：CO2 7.8%、CO 0.6%、O2 3.4%、H2O 15.6%、N2 72.6%。则该气体从800℃冷却至200℃所需移出的热量为( )。混合气体中各组分在200℃和800℃下的摩尔热容数值见下表。

　　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.答案正确。

　　计算每一组分。从800℃冷至200℃时，从气体中移走的热量为

　　Q=∑Mi(Cp,m800×800-Cp,m200×200)

　　Mi：为气体中某一组分的摩尔量。

　　计算基准为100 mol气体，基准温度为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

　　每一摩尔气体从800℃冷却至200℃，移出的热量为20.38 kJ。

　　B.答案错误。在计算时没有计算N2气从800℃降至200℃时应移出的热量，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.答案错误。计算中没有注意题目要求，解得每摩尔应移出的热量为2038.54kJ/mol。

　　D.答案错误。计算中换算错误，得到每摩尔移出热量为203.85kJ/mol。

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