Question

將甲烷和氧氣按一定物質的量之比混合點燃后，測得生成物總質量為18.4g，將全部生成物通過足量濃硫酸后，質量減少了9g．
（1）通過計算可得出原混合氣體中甲烷的物質的量為______mol．
（2）通過對（1）計算結果的進一步分析，可推知原混合氣體反應后的生成物應為______和水組成的混合物（填化學式）．
（3）求原混合氣體中甲烷和氧氣的物質的量之比（寫出詳細的計算過程）．

Answer 1

（1）將全部生成物通過足量濃硫酸后，質量減少了9g，則應為水的質量，
則水的物質的量為

9g

18g/mol

=0.5mol，
由CH₄～2H₂O可知，n（CH₄）=

1

2

×n（H₂O）=0.5mol×

1

2

=0.25mol，
故答案為：0.25；
（2）甲烷燃燒生成CO₂，當氧氣不足時，也可能生成CO，或者二者的混合物，
生成物總質量為18.4g，水的質量為9g，則碳的氧化物的質量為18.4g-9g=9.4g，
全部生成CO₂時，質量為0.25mol×44g/mol=11g，
全部生成CO時，質量為0.25mol×28g/mol=7g，
因11＞9.4＞7，
所以應是CO₂和CO的混合物，
故答案為：CO₂、CO 
（3）n（H₂O）=

9g

18g/mol

=0.5mol，
由CH₄～2H₂O得知，n（CH₄）=

1

2

×n（H₂O）=0.25mol，
根據(jù)O元素質量守恒可知：
n（O₂）=

18.4g-0.25mol×16g/mol

32g/mol

=0.45mol，
n（CH₄）：n（O₂）=0.25mol：0.45mol=5：9，
答：原混合氣體中甲烷和氧氣的物質的量之比5：9．