Question

已知在体积不变的密闭容器中，气体的压强与气体的分子数成正比．将一小块焦炭和mg氧气同时放入一装有压力表的容器中，压力表所示为p₀，当充分反应后，恢复到原来温度，压力为p₁．
（1）如果p₀＜p₁，则焦炭质量w应满足的关系式是

 

．
（2）如果p₀=p₁，则w应满足的关系式是

 

．
（3）如果p₁是p₀的n倍，则w是

 

g，n的取值范围是

 

．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算

专题：有关化学方程式的计算

分析：根据在相同温度和相同体积的条件下，气体压强与气体分子数目成正比关系，可判断反应前后气体的分子数目的改变；根据碳在氧气中充分燃烧与不充分燃烧的规律，此时碳应充分燃烧全部生成一氧化碳或二氧化碳，其中氧气足量或过量；根据碳在氧气中完全燃烧的化学方程式，由反应中碳与所消耗氧气的质量关系，判断密闭容器中wg碳和ng氧气的关系．

解答：解：根据题意，反应前后分子数目不变，由C+O₂

点燃  .

CO₂与2C+O₂

点燃  .

2CO，可判断碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，分子数目变大则只生成一氧化碳或一氧化碳二氧化碳共存．
假设wg碳和mg氧气恰好完全反应生成二氧化碳，则
 C+O₂

点燃  .

CO₂
12 32
wg mg

12

wg

=

32

mg

w=

3m

8

假设wg碳和mg氧气恰好完全反应生成一氧化碳，则
   2C+O₂

点燃  .

2CO
   24 32
   wg mg
  

24

wg

=

32

mg

  w=

3m

4

（1）如果p₀＜p₁，则生成的气体分子数变多，可以是只生成一氧化碳，也可是即生成二氧化碳由生成一氧化碳，则

3m

8

＜w；
（2）如果p₀=p₁，此时只发生生成二氧化碳的反应，若容器中氧气有剩余，反应前后分子数目也不变，反应前后压强也相同，因此，
容器中碳的质量满足：0＜w≤

3m

8

；
（3）如果p₁是p₀的n倍，则w=

3mn

8

，n的取值范围是：1≤n≤2．
答案：（1）w＞

3m

8

；（2）0＜w≤

3m

8

；（3）

3mn

8

，1≤n≤2．

点评：根据碳在氧气中完全燃烧与不完全燃烧前后气体的分子个数关系，判断该题中所发生反应为完全燃烧生成二氧化碳，是解决问题的关键．