Question

8．已知甲烷（CH₄）在一定條件下催化氧化可以生成乙烯（C₂H₄）、乙烷（C₂H₆）氣體（水和其他產(chǎn)物忽略不計(jì)）．取一定量甲烷經(jīng)催化氧化得到的混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.85g/L，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)中甲烷₄消耗了40.0%，求所得混合氣體中乙烯的體積百分含量．

Answer 1

分析 設(shè)反應(yīng)之前甲烷的物質(zhì)的量為1mol，消耗的甲烷為0.4mol，根據(jù)碳原子守恒，反應(yīng)后混合氣體總物質(zhì)的量為（1-0.4）mol+$\frac{0.4mol}{2}$=0.8mol，設(shè)得到C₂H₄為xmol，根據(jù)碳原子守恒，可知成C₂H₆為（0.2-x）mol，再根據(jù)混合氣體的密度=$\frac{混合氣體總質(zhì)量}{混合氣體總體積}$列方程計(jì)算解答．

解答 解：設(shè)反應(yīng)之前甲烷的物質(zhì)的量為1mol，消耗的甲烷為0.4mol，剩余甲烷為1mol-0.4mol=0.6mol，
根據(jù)碳原子守恒，反應(yīng)后混合氣體總物質(zhì)的量為（1-0.4）mol+$\frac{0.4mol}{2}$=0.8mol，則反應(yīng)后混合氣體總體積為0.8mol×22.4L/mol，
設(shè)得到C₂H₄為xmol，根據(jù)碳原子守恒，可知成C₂H₆為（0.2-x）mol，則：$\frac{0.6×16+28x+30×（0.2-x）}{0.8mol×22.4L/mol}$=0.85，解得x=0.184mol，則混合氣體中乙烯的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.184mol}{0.8mol}$×100%=23%，
答：混合氣體中乙烯的體積分?jǐn)?shù)為23%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物計(jì)算，涉及物質(zhì)的量有關(guān)計(jì)算，關(guān)鍵是碳原子守恒應(yīng)用，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算的能力．