Question

16．密闭容器中盛有CH₄和O₂的混合气体，点燃使其充分反应，CH₄全部转化为CO、CO₂和H₂O，待容器恢复至室温，测得容器内混合气体中碳元素的质量分数为36%．则反应前CH₄和O₂的质量比为（　　）

• A． 4：13
• B． 3：10
• C． 2：7
• D． 1：4

Answer 1

分析 假设反应后该混合气体的质量为100g．则混合气体中含碳元素100g×36%=36g，其中氧元素的质量为100g-36g=64g，根据元素的守恒，可知甲烷中碳元素的质量为36g，可以求解甲烷的质量，甲烷燃烧时，其中的氢元素转化为水中的氢元素．可得反应后生成水的质量，水中的氧元素的质量，则氧气的质量=64g+水中的氧元素的质量．

解答 解：假设反应后该混合气体的质量为100g．则混合气体中含碳元素100g×36%=36g，其中氧元素的质量为100g-36g=64g，根据元素的守恒，可知甲烷中碳元素的质量为36g，则甲烷的质量为$\frac{36g}{\frac{12}{16}×100%}$=48g，
甲烷中氢元素的质量为48g×$\frac{4}{16}×100%$=12g，
甲烷燃烧时，其中的氢元素转化为水中的氢元素．则反应后生成水的质量为$\frac{12g}{\frac{2}{18}×100%}$=108g
反应后生成水中的氧元素的质量为108g-12g=96g，
根据质量守恒定律，则氧气的质量=64g+96g=160g．
则反应前CH₄和O₂的质量比为48g：160g=3：10，
故选：B．

点评 本题是一道考查混合物质中根据某元素的质量分数来求的另外几种物质或者元素的质量分数，方法有多种，但可以用排除法做类似的题目；难度较大，培养学生的创新和逆向思维能力．