Question

在120℃、101kPa條件下，由H₂、CH₄組成的混合氣體a mL，通入一定量（設(shè)為x mL）氧氣使其完全燃燒．
（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x=a），則原混合氣體中CH₄的體積分?jǐn)?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?jǐn)?shù)是

 

．
（3）若原混合氣體完全燃燒時，生成的氣體中只有CO₂和H₂O（g），則x的取值范圍是

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

分析：（1）燃燒發(fā)生反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O（g）、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），假設(shè)甲烷為y mL，則氫氣為（a-y）mL，根據(jù)方程式表示出各自消耗氧氣的體積，進而列方程計算解答；
（2）根據(jù)方程式表示出CO₂、H₂O（g）的體積，再根據(jù)二者總體積列方程解答；
（3）由方程式可知，全部為氫氣消耗氧氣最小，全部為甲烷消耗氧氣最多，據(jù)此討論計算解答．

解答： 解：（1）假設(shè)甲烷為y mL，則氫氣為（a-y）mL，則：
CH₄+2 O₂=CO₂+2H₂O（g）
y mL  2y mL
     2 H₂+O₂=2H₂O（g）
（a-y）mL  0.5（a-y）mL
由題意可知，2ymL+0.5（a-y）mL=amL，
解得y=

1

3

a，
即甲烷的體積分?jǐn)?shù)為

1 3 amL

amL

×100%=33.3%，
故答案為：33.3%；
（2）假設(shè)甲烷為y mL，則氫氣為（a-y）mL，則：
CH₄+2 O₂=CO₂+2H₂O（g）
y mL    ymL   2y mL
     2 H₂+O₂=2H₂O（g）
（a-y）mL     （a-y）mL
由題意可知，2ymL+ymL+（a-y）mL=2amL，
解得y=0.5a，
即甲烷的體積分?jǐn)?shù)為

0.5amL

amL

×100%=50%，
故答案為：50%；
（3）全部為氫氣消耗氧氣最小，由2 H₂+O₂=2H₂O（g），可知消耗氧氣為0.5amL，
全部為甲烷消耗氧氣最多，由CH₄+2 O₂=CO₂+2H₂O（g），可知消耗氧氣為2amL，
故0.5a＜x＜2a，
故答案為：0.5a＜x＜2a．

點評：本題考查混合物計算、化學(xué)方程式有關(guān)計算，難度不大，（3）中注意利用極值法進行解答．