Question

5．在一密閉容器中混有CO₂、CO、H₂三種氣體，其平均式量為26.25，投入足量的Na₂O₂（體積不計(jì)）不斷用電火花引燃至反應(yīng)停止，恢復(fù)到原溫度時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為原來的25%，則混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為（　　）

• A． 20%
• B． 12.5%
• C． 17.5%
• D． 25%

Answer 1

分析 Na₂O₂與CO₂反應(yīng)：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，CO與H₂在氧氣中完全燃燒，生成CO₂和H₂O，生成的CO₂和H₂O再與Na₂O₂反應(yīng)：2CO+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂，一氧化碳與二氧化碳物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與CO₂反應(yīng)：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，質(zhì)量增重△m=2Na₂CO₃-2Na₂O₂=2CO，可知反應(yīng)后固體質(zhì)量增加量為CO的質(zhì)量；2H₂+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，生成的水與氫氣物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與H₂O反應(yīng)：2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，質(zhì)量增重△m=2H₂O-O₂=2H₂，可知反應(yīng)后固體增加的質(zhì)量為氫氣質(zhì)量，相當(dāng)于是H₂、CO與過氧化鈉直接發(fā)生化合反應(yīng)，恢復(fù)到原溫度，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為原來的$\frac{1}{4}$，剩余氣體只能為O₂，不可能為H₂或CO，設(shè)反應(yīng)后生成氧氣的物質(zhì)的量為n，則反應(yīng)前氣體總物質(zhì)的量為4n，根據(jù)反應(yīng)2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂可知二氧化碳的物質(zhì)的量為2n，再設(shè)出CO、氫氣的物質(zhì)的量，然后結(jié)合平均式量列式計(jì)算．

解答 解：Na₂O₂與CO₂反應(yīng)方程式為：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，
CO與H₂在氧氣中完全燃燒生成CO₂和H₂O，生成的CO₂和H₂O再與Na₂O₂反應(yīng)：2CO+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂，一氧化碳與二氧化碳物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與CO₂反應(yīng)：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，質(zhì)量增重△m=2Na₂CO₃-2Na₂O₂=2CO，可知反應(yīng)后固體質(zhì)量增加量為CO的質(zhì)量，說明CO完全轉(zhuǎn)化成固體；
氫氣燃燒反應(yīng)為：2H₂+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，生成的水與氫氣物質(zhì)的量相等，Na₂O₂與H₂O反應(yīng)：2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，質(zhì)量增重△m=2H₂O-O₂=2H₂，可知反應(yīng)后固體增加的質(zhì)量為氫氣質(zhì)量，氫氣在反應(yīng)后完全轉(zhuǎn)化成固體；
混合氣體中的H₂、CO與過氧化鈉直接發(fā)生化合反應(yīng)轉(zhuǎn)化成固體，恢復(fù)到原溫度容器內(nèi)的壓強(qiáng)為原來的$\frac{1}{4}$，則剩余氣體只能為O₂，設(shè)反應(yīng)后生成氧氣的物質(zhì)的量為n，
則反應(yīng)前氣體總物質(zhì)的量為4n，根據(jù)反應(yīng)2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂可知二氧化碳的物質(zhì)的量為2n，
設(shè)原混合氣體中H₂、CO的物質(zhì)的量分別為x、y，原混合氣體中CO₂、CO、H₂三種氣體的平均式量為26.25，則①$\frac{44×2n+2x+28y}{2n+x+y}$=26.25，CO和氫氣的總物質(zhì)的量為：②x+y=4n-2n=2n，聯(lián)立①②解得：$\left\{\begin{array}{l}{x=1.5n}\\{y=0.5n}\end{array}\right.$，
所以原混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.5n}{4n}$×100%=12.5%，
故選B．

點(diǎn)評 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握平均式量的含義及計(jì)算方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．