Question

今有CH₄、C₂H₆、CO的混合氣體100mL和過(guò)量的氧氣混合后點(diǎn)燃，經(jīng)充分干燥后，總體積比原來(lái)混合氣減少了145mL，再將剩余氣體通過(guò)堿石灰，體積又減少了110mL．若最后剩余氣體為45mL，求原混合氣中各組分的體積分?jǐn)?shù)是多少？氧氣的體積又是多少？

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：發(fā)生反應(yīng)的方程式有：CH₄+2O₂

點(diǎn)燃

CO₂+2H₂O，2CO+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO₂，C₂H₆+

7

2

O₂

點(diǎn)燃

2CO₂+3H₂O，設(shè)出CH₄、C₂H₆、CO的體積，根據(jù)100mL列式①；根據(jù)反應(yīng)方程式利用差量法列式②表示出體積減少的體積145mL；通過(guò)堿石灰后氣體減少的為二氧化碳的體積，方程式列出等式③；根據(jù)①②③計(jì)算出CH₄、C₂H₆、CO的體積；最后剩余的氣體為氧氣，根據(jù)計(jì)算結(jié)果及方程式計(jì)算出反應(yīng)前氧氣的總體積．

解答： 解：設(shè)CH₄、C₂H₆、CO的體積分別為x、y、z，則①x+y+z=100mL，
經(jīng)充分干燥后，總體積比原來(lái)混合氣減少了145mL，則：
CH₄+2O₂

點(diǎn)燃

CO₂+2H₂O，△V
1                   2
x                   2x
2CO+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO₂ △V
2                1
z                0.5z
C₂H₆+

7

2

O₂

點(diǎn)燃

2CO₂+3H₂O△V
1                       

5

2

y                       

5

2

y
②2x+

5

2

y+0.5z=145，
再將剩余氣體通過(guò)堿石灰，體積又減少了110mL，減少的體積為二氧化碳的體積，根據(jù)反應(yīng)CH₄+2O₂

點(diǎn)燃

CO₂+2H₂O，2CO+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO₂，C₂H₆+

7

2

O₂

點(diǎn)燃

2CO₂+3H₂O，則生成二氧化碳的體積為：③x+2y+z=110mL，
根據(jù)③-①可知，y=10mL，將y=10mL滴入①②可得，x=50mL、z=40mL，
原混合氣中各組分的體積分?jǐn)?shù)為：甲烷：

50mL

100mL

×100%=50%、乙烷：

10mL

100mL

×100%=10%、CO：

40mL

100mL

×100%=40%；
最后剩余氣體45mL為氧氣，50mL甲烷完全燃燒消耗氧氣的體積為：50mL×2=100mL，10mL乙烷完全燃燒消耗氧氣的體積為：10mL×

7

2

=35mL，40mLCO完全燃燒消耗氧氣的體積為：40mL×

1

2

=20mL，
則反應(yīng)前氧氣的總體積為：45mL+100mL+35mL+20mL=200mL，
答：原混合氣中各組分的體積分?jǐn)?shù)為：CH₄ 50%、C₂H₆ 10%、CO 40%；氧氣的體積為200mL．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，試題涉及的反應(yīng)較多，計(jì)算量較復(fù)雜，綜合性較強(qiáng)，正確分析題干信息為解答關(guān)鍵，注意差量法、質(zhì)量守恒定律在計(jì)算中的應(yīng)用．