Question

问一下2008年上海高考化学第22题，请写明详细思考过程

Answer 1

1．在石灰窑中烧制生石灰，1molCaCO3完全分解所需要的能量，可燃烧0.453mol碳来提供。设空气中O2体积分数为0.21，N2为0.79，则石灰窑产生的气体中CO2的体积分数可能是 ( )
A．0.43 B．0.46 C．0.49 D．0.52
[答案]：A、B
[解析]： C＋O2 CO2 CaCO3 CaO＋CO2↑
0.453mol 0.453mol 0.453mol 1mol 1mol
产生的CO2的总量为：1.453mol，消耗0.453molO2含有的N2为0.79×0.4530.21＝1.70mol，所以气体中的CO2的体积分数为：1.453mol1.453mol＋1.70mol＝0.46。

追问

你好像没有解释A为什么正确?

追答

假设有1mol CaCO3分解，则需要0.453mol碳燃烧来提供能量
而0.453mol碳燃烧消耗0.453mol氧气（还有0.453mol CO2生成），所以开始时空气物质的量 = 0.453/0.21 = 2.16mol

所以N2物质的量 = 2.16*0.79 = 1.7mol

1molCaCO3分解生成1mol CO2，所以反应后CO2总物质的量 = 1+0.453 = 1.453mol

所以CO2的体积分数 = 1.453/(1.453+1.7) = 46%

当氧气少量时，碳和氧气生成CO
由于C + O2 == CO2
2C + O2 == 2CO
可见生成CO的话气体总物质的量增加，因此CO2体积分数会减小，小于46%，A也是可能的。