Question

8．將75mL由甲烷、氫氣、一氧化碳組成的混合氣與200mL氧氣混合點(diǎn)燃，經(jīng)充分反應(yīng)并干燥后，總體積減小了100mL，再將剩余的氣體通入堿石灰吸收，體積又減小了50mL，上述體積均在25℃，1.01×10⁵Pa下測定，求原混合氣體中各組分的體積．

Answer 1

分析 充分燃燒發(fā)生反應(yīng)：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O、2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O、2CO+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂，將燃燒后剩余氣體通過堿石灰吸收，體積又減少50mL為CO₂的體積，最終剩余氣體為氧氣，設(shè)甲烷、氫氣、一氧化碳的體積分別為x mL、y mL和zmL，根據(jù)體積差量法表示出各自燃燒體積減少量、生成二氧化碳的體積，根據(jù)燃燒體積減少量、總體積及二氧化碳的體積列方程計(jì)算．

解答 解：根據(jù)反應(yīng)CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O、2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O、2CO+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂可知，氧氣是過量的，
經(jīng)充分反應(yīng)并干燥后，總體積減小了100mL，再將剩余的氣體通入堿石灰吸收，體積又減小了50mL，則減少的50mL為二氧化碳，
設(shè)甲烷、氫氣、一氧化碳的體積分別為x mL、y mL和zmL，則：
CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O  體積減少△V
1   2       1           2
xmL  2x       xmL          2xmL
2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O  體積減少△V
2   1               3
ymL 0.5ymL        1.5y mL
2CO+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂  體積減少△V
2   1       2          1
zmL 0.5zmL  zmL      0.5zmL
則：根據(jù)總體積可得：①x+y+z=75，
根據(jù)氣體體積減少可得：②2x+1.5y+0.5z=100，
根據(jù)生成二氧化碳體積可得：③x+z=50，
聯(lián)立①②③解得：x=y=z=25，
答：原混合氣體中甲烷、氫氣和一氧化碳體積都是25mL．

點(diǎn)評 本題考查混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意差量法在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．