Question

5．已知：CxHy+H₂O→CO+C0₂+H₂（未配平），工業(yè)上用甲烷、乙烷的混合氣體利用上述反應生成氫氣，反應后氣體經干燥組成如下表所示，計算原混合氣體中甲烷與乙烷的物質的量之比．

組分	CO	CO2	H2
體積分數(shù)	20%	5%	75%

Answer 1

分析 設出反應產物的總體積及甲烷、乙烷的總體積，根據(jù)碳元素、氧元素、氫元素守恒分別列式計算，再根據(jù)相同條件下氣體的體積之比等于其物質的量之比計算出原混合氣體中甲烷與乙烷的物質的量之比．

解答 解：設反應后氣體總體積為V，甲烷的體積為x、乙烷的體積為y，
則含有CO體積而為0.2V，二氧化碳為0.05V，氫氣為0.75V，
根據(jù)碳元素守恒可得：①x+2y=0.2V+0.05V=0.25V，
根據(jù)氧元素守恒可知，參加反應的水的物質的量為：0.2V+0.05V×2=0.3V，根據(jù)H元素守恒，水分子中H生成氫氣體積為0.3V，則甲烷和乙烷分子中含有氫元素生成的氫氣體積為：0.75V-0.3V=0.45V，即：②$\frac{1}{2}$（4x+6y）=0.45V，
聯(lián)立①②解得：x=0.15V、y=0.05V，
相同條件下氣體體積之比等于其物質的量之比，
所以原混合氣體中甲烷與乙烷的物質的量之比為：0.15V：0.05V=3：1，
答：原混合氣體中甲烷與乙烷的物質的量之比3：1．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，根據(jù)氧元素守恒計算出甲烷和乙烷分子中氫元素的量為解答關鍵，注意明確質量守恒定律在化學計算中的應用，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．