Question

10．通常情況下，CO與O₂的混合氣體m L，用電火花引燃后體積變?yōu)閚 L（在相同條件下測定）．
（1）試確定原混合氣體中CO與O₂的體積．
（2）若反應后的氣體密度在相同條件下為氫氣的15倍時，試確定反應氣體的組成及體積之比．

Answer 1

分析 （1）燃燒發(fā)生反應：2CO+O₂═2CO₂ ，利用差量法計算出反應消耗的CO和O₂的體積，存在以下三種情況：①兩者恰好完全，②CO過量時，③O₂過量，據(jù)此討論計算；
（2）根據(jù)反應后氣體與氫氣的相對密度計算出平均分子量，然后根據(jù)一氧化碳、氧氣、二氧化碳的相對分子量確定反應后氣體組成，再利用十字相乘法計算體積之比．

解答 解：由反應：2CO+O₂═2 CO₂ △V
          2    1     2      1
   2（m-n）L （m-n）L     （m-n）L
①當兩者恰好完全作用時，V（CO）=2（m-n） L，V（O₂）=（m-n） L；
②當CO過量時，過量的CO的體積=m-[2（m-n）+（m-n）]=（3n-2m） L，原混合物中V（O₂）=（m-n）L，V（CO）=（3n-2m） L+2（m-n） L=n L；
③當O₂過量時，過量的O₂的體積=m L-[2（m-n） L+（m-n） L]=（3n-2m） L，原混合物中V（CO）=2（m-n） L，V（O₂）=（3n-2m） L+（m-n） L=（2n-m） L，
故答案為：①當兩者恰好完全作用時，V（CO）=2（m-n） L，V（O₂）=（m-n） L；
②當CO過量時，原混合物中V（O₂）=（m-n）L，V（CO）=n L；
③當O₂過量時，原混合物中V（CO）=2（m-n） L，V（O₂）=（2n-m） L；
（2）若反應后的氣體密度在相同條件下為氫氣的15倍時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是30，由于產(chǎn)物中肯定有CO₂，它的相對分子質(zhì)量大于30，所以另一種氣體的相對分子質(zhì)量必小于30，另一種氣體只能是CO（也就是說O₂不可能有余），該混合氣體的組成可用下法求得：，可得V（CO₂）：V（CO）=（28-2）：（44-30）=1：7，
故答案為：反應后氣體為CO₂、CO的混合氣體，二者體積之比為1：7．

點評 本題考查混合物的有關(guān)計算，涉及討論型過量計算，存在考查學生的分析計算能力，難度中等．