Question

阿佛加德羅定律指出：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子．由此可知，在相同溫度和壓強(qiáng)下，任何氣體的體積之比等于它們的分子個數(shù)之比．請應(yīng)用上述結(jié)論解答下述問題．
（1）若1L某化合物氣體完全燃燒時消耗3L氧氣，生成2L二氧化碳和3L水蒸氣（上述氣體體積均在同溫同壓條件下測得），則該化合物的化學(xué)式為

C₂H₅OH

．
（2）在同溫同壓條件下，向一密閉容器中充入a L H₂與b L Cl₂，點(diǎn)燃充分反應(yīng)后，再恢復(fù)到原狀況，容器中氣體體積為

a+b

L．
（3）在25℃、101kPa條件下，將10L O₂通入10L CO與CO₂的混合氣中使其充分燃燒后，恢復(fù)到原來的溫度和壓強(qiáng)．
①若剩余的氣體體積為15.5L，則原CO與CO₂的混合氣中含有CO的體積為

9

L．
②若剩余的氣體體積為aL，則原CO與CO₂的混合氣中兩種氣體的體積比V_（CO）～V (CO2)=

20-a

a-15

．
③若剩余的氣體體積為aL，則a的取值范圍是

15＜a＜20

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)氣體的體積之比求出原子的個數(shù)之比，推斷出化學(xué)式；
（2）根據(jù)H₂與Cl₂反應(yīng)的粒子數(shù)目關(guān)系分析．
（3）①先設(shè)出氣體的體積，利用方程式及剩余的氣體的體積及體積之差來計(jì)算混合物中氣體的體積；
②根據(jù)氣體的剩余氣體的體積及反應(yīng)前后氣體的體積差來計(jì)算；
③對于混合氣體采用極限法來分析剩余氣體的體積．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，生成物中的碳原子和氫原子應(yīng)來自化合物，由于在相同溫度和壓強(qiáng)下，任何氣體的體積之比等于它們的分子個數(shù)之比，由題意可知，氧氣、二氧化碳、水蒸氣的體積之比為：3：2：3時，碳、氫的原子比為2：6，構(gòu)成氧氣的氧分子與生成物中氧原子個數(shù)比為：6：（2×2+3）=6：7，所以，化合物含有氧原子，化合物中碳、氫、氧的原子比為2：6：1．則該化合物的化學(xué)式為C₂H₅OH；
（2）由于H₂+Cl₂

點(diǎn)燃  .

2HCl，分子個數(shù)比為1：1：2．所以，在同溫同壓條件下，向一密閉容器中充入a L H₂與b L Cl₂，點(diǎn)燃充分反應(yīng)后，再恢復(fù)到原狀況，容器中氣體體積為a+bL．
（3）①設(shè)一氧化碳的體積V（CO）為xL，反應(yīng)后氣體減少的體積為10L+10L-15.5L=4.5L
2CO+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO₂，減少V
 2   1        2   1
 x               4.5L 

2

1

=

x

4.5L

    解得：x=9L 
②設(shè)一氧化碳的體積V（CO）為yL，則二氧化碳的體積為：10L-yL，反應(yīng)后氣體減少的體積為10L+10L-aL=（20-a）L
2CO+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO₂，減少V
 2   1        2   1
y              （20-a）L

2

1

=

y

(20-a)L

  解得：y=2（20-a）L
則二氧化碳的體積為：10L-2（20-a）L=（2a-30）L
則原CO與CO₂的混合氣中兩種氣體的體積比為：

2(20-a)L

=(2a-30)L

=

20-a

a-15

③由上述計(jì)算可知，CO與CO₂的混合氣中兩種氣體的體積比為

20-a

a-15

，氣體的體積之比不能為負(fù)數(shù)．則a的取值為15＜a＜20．
故答為：（1）C₂H₅OH；  （2）a+b；（3）①9； ②

20-a

a-15

；③15＜a＜20．

點(diǎn)評：根據(jù)一氧化碳燃燒反應(yīng)分子的變化，分析體積的變化，找出差量，利用差量法計(jì)算比較簡便．