Question

在120 ℃、101 kPa條件下，由H₂、CH₄、CO組成的混合氣體a mL，通入一定量（設(shè)為V mL）氧氣使其完全燃燒生成CO₂和H₂O（g）。

（1）若a mL混合氣體完全燃燒消耗相同條件下氧氣的體積也為a mL（即V=a），則原混合氣體中CH₄的體積分數(shù)是____________。

（2）若完全燃燒后生成CO₂和H₂O（g）的總體積在相同條件下為2a mL，則原混合氣體中CH₄的體積分數(shù)是____________，現(xiàn)要測定原混合氣體中H₂的體積分數(shù)，還必須知道相同條件下的其他數(shù)據(jù)可以是____________（填選項）。

A.2a mL混合氣體的密度       B.生成CO₂的總體積       C.生成H₂O（g）的總質(zhì)量

（3）若原混合氣體完全燃燒后的氣體中只有CO₂和H₂O（g），則V的取值范圍是_______。

Answer 1

（1）

（2）（或50%）  B或C 

(3)0.5a＜V＜2a

解析：三種氣體燃燒的方程式分別為：2H₂+O₂====2H₂O；2CO+O₂====2CO₂；CH₄+2O₂CO₂+2H₂O

（1）H₂與CO的耗氧量均為它們的二分之一，可看成一種氣體，設(shè)它們的總體積為x,CH₄的體積為y，則有：x+y=a;+2y=a。解得： x=2y,CH₄的體積分數(shù)為。

（2）由上述三個方程式知：H₂與CO燃燒前后氣體的體積不變，而CH₄增加了2體積。可運用差量法，設(shè)CH₄的體積為z。

CH₄+2O₂CO₂+2H₂O  增加氣體量

  1                                              2

  z                                            (2a-a)

解得：z=0.5a，CH₄的體積分數(shù)為50%。

要測定原混合氣體中H₂的體積分數(shù)，還必須知道B項或C項的數(shù)據(jù)。

（3）同第(1)問，運用極限法分析，若混合氣體全為H₂、CO，則V為0.5a，若全為CH₄,則V為2a，故V的取值范圍是：0.5a＜V＜2a。