一道化学竞赛模拟题

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/05/14 08:37:18
二氧化碳是生产纯碱的必要原料之一。在石灰窑中借助焦碳的燃烧和碳酸钙分解来制取二氧化碳。吹进理论量的气体提供焦炭燃烧所需的氧气。回答下列问题（相对原子量：C 12.0）：
1.（2分）写出石灰窑中发生的反应方程式。

2.（4分）在石灰窑中分解1kmol CaCO3生成的气体中CO2的体积百分浓度是多少？已知：1kmol CaCO3热分解所需的热量为1.64×105kJ，设燃烧用的焦炭为纯碳，其热值为3.39×104kJ/kg，热损失可忽略，空气中O2的体积百分含量为21%。

3.（2分）说明CO2在纯碱生产的哪一阶段是必需的。并写出有关的反应方程式。

2，3两小题，请给与详细解答，谢谢

1.C+O2==(燃烧)CO2
CaCO3==(加热)CaO+CO2
2.燃烧1kmol CaCO3所需的C的质量为
m(C)=1.64*10^5/3.39*10^4=4.8378kg
C的物质的量为：n(C)=m(C)/M(C)=4.8378/12=0.4031kmol
所以：C燃烧生成的CO2的量为：n(CO2)=0.4031kmol
C燃烧消耗的O2的物质的量为：n(O2)=0.4031kmol
相应的空气的物质的量为：n(空气)=n(O2)/21%=1.9197koml
相应的N2的物质的量为：n(N2)=n(空气)*（1-21%）
=1.9197*（1-21%）
=1.5166kmol
CaCO3燃烧生成的CO2的量为：n(CO2)=1kmol
所以：生成的气体中CO2的体积百分浓度为：
CO2% = n(CO2)/[n(CO2) + n N2)]
= (0.4031+1)/(0.4031+1+1.5166)*100%
=48.06%
3．NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓

(1)CaCO3＝CaO+CO2
(2）煅烧碳酸钙共需焦碳34.336千克,34.336千克焦碳含碳2861.357摩尔发生
C+O2＝CO2反应需氧气2861.357摩尔,氧气在空气中的体积分数为21%则杂质空气(氮气等)10764.15摩尔,一千摩尔碳酸钙能产生1000摩尔二氧化碳,所以二氧化碳的体积百分浓度为1000÷(1000+10764.15)＝8.5%
(3)NH3+NaCl+CO2+H2O＝NH4Cl+NaHCO3
2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O

答案基本一样
一.C+O2====CO2+Q CaCO3=====CO2+CaO