Question

2．120℃、101kPa下，a mL由CO、CH₄組成的混合氣體在b mLO₂中完全燃燒后，恢復(fù)到原溫度和壓強．
①若混合氣體與O₂恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生bmL CO₂，則混合氣體中CH₄的體積分數(shù)為33%．（保留2倍小數(shù)）．
②若燃燒后氣體體積縮小了$\frac{a}{4}$mL，則a與b關(guān)系的數(shù)學(xué)表示式是b≥$\frac{5}{4}$a．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)CO、CH₄的體積之和、消耗的氧氣列方程計算二者體積，再計算出混合氣體中CH₄的體積分數(shù)；
（2）燃燒發(fā)生反應(yīng)：2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），燃燒后體積變化由CO燃燒導(dǎo)致，根據(jù)差量法計算CO的體積，進而計算甲烷的體積，由于完全燃燒，故0.5V（CO）+2V（CH₄）≤b，據(jù)此解答．

解答 解：（1）燃燒的方程式分別為：2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），根據(jù)碳原子守恒可知，V（CO）+V（CH₄）=V（CO₂），故a=b，
則：V（CO）+V（CH₄）=a，0.5V（CO）+2V（CH₄）=a，解得：V（CO）=$\frac{2}{3}$amL，則：V（CH₄）=$\frac{a}{3}$mL，
所以混合氣體中甲烷的體積分數(shù)為：$\frac{\frac{a}{3}mL}{amL}$×100%=33%，
故答案為：33%；
（2）燃燒發(fā)生反應(yīng)：2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），燃燒后體積變化由CO燃燒導(dǎo)致，則：
2CO+O₂=2CO₂ 體積減少△V
2                1
V（CO）          $\frac{a}{4}$mL
故V（CO）=0.5amL，V（CH₄）=0.5amL，
由于完全燃燒，故0.5V（CO）+2V（CH₄）≤b，即0.5a×0.5+2×0.5a≤b，故b≥$\frac{5}{4}$a，
故答案為：b≥$\frac{5}{4}$a．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握討論法在化學(xué)計算中的應(yīng)用，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．