Question

14．將Wg木炭與agO₂同時裝入一個裝有壓力表體積不變的密閉容器中，壓力表所示壓強為P₀，高溫下容器中木炭與O₂均完全反應后恢復到原溫度，壓力表的示數(shù)為P（P＞P₀），試求：
（1）當W取值發(fā)生變化時，反應后壓強P也發(fā)生變化，P的最大值（以P₀表示）是2P₀．
（2）以W表示滿足題設條件的a的取值范圍$\frac{4W}{3}$≤a＜$\frac{8W}{3}$．
（3）在題設條件下，W、a、P、P₀之間必須滿足函數(shù)系W=f（a、P₀、P），寫出該函數(shù)表達式：W=$\frac{3aP}{8{P}_{0}}$．

Answer 1

分析 容器中可能發(fā)生2種反應：C+O₂=CO₂，2C+O₂=2CO，因為p＞p₀，壓強比等于物質的量之比，所以生成物氣體應比反應物多，一定會發(fā)生第2種反應．
（1）當C的物質的量是氧氣的兩倍時，即W=0.75a，反應后氣體總量是原狀態(tài)的兩倍，此時P最大；
（2）因為p＞p₀，所以生成物氣體應比反應物多，一定會發(fā)生第2種反應，所以C的物質的量必須大于O₂的物質的量$\frac{4W}{3}＜a＜\frac{8W}{3}$；
（3）根據(jù)同溫同體積的氣體，壓強之比等于物質的量之比來確定表達式．

解答 解：容器中可能發(fā)生2種反應：C+O₂=CO₂，2C+O₂=2CO，因為p＞p₀，壓強比等于物質的量之比，所以生成物氣體應比反應物多，一定會發(fā)生第2種反應．
（1）當C的物質的量是氧氣的兩倍時，即W=0.75a，反應后氣體總量是原狀態(tài)的兩倍，此時P最大，所以P的最大值P_m=2P₀，故答案為：2P₀；
（2）因為p＞p₀，所以生成物氣體應比反應物多，一定會發(fā)生第2種反應，所以C的物質的量必須大于O₂的物質的量，故$\frac{W}{12}＞\frac{a}{32}$，a＜$\frac{8W}{3}$，即$\frac{4W}{3}$≤a＜$\frac{8W}{3}$，故答案為：$\frac{4W}{3}$≤a＜$\frac{8W}{3}$；
（3）根據(jù)同溫同體積的氣體，壓強之比等于物質的量之比，得到$\frac{P}{{P}_{0}}$=$\frac{\frac{a}{32}+\frac{W}{12}-\frac{a}{32}}{\frac{a}{32}}$，即W=$\frac{3aP}{8{P}_{0}}$，故答案為：W=$\frac{3aP}{8{P}_{0}}$．

點評 本題考查學生阿伏伽德羅定律以及推論的使用知識，注意推論的得出方法以及靈活應用是關鍵，難度較大．