Question

将一定量的H₂、CO和CO₂的混合气体通入盛有足量Na₂O₂粉末（Na₂O₂体积忽略不计）的密闭容器中，用电火花引燃直至反应完全．恢复到原温度，容器内的压强为原来的，则原混合气体的平均相对分子质量不可能是

1. A.
   15
2. B.
   28
3. C.
   30
4. D.
   36

Answer 1

AD
分析：Na₂O₂与CO₂反应：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，CO与H₂在氧气中完全燃烧，生成CO₂和H₂O，生成的CO₂和H₂O再与Na₂O₂反应．2CO+O₂2CO₂，一氧化碳与二氧化碳物质的量相等，Na₂O₂与CO₂反应：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，质量增重△m=2Na₂CO₃-2Na₂O₂=2CO，可知反应后固体质量增加量为CO的质量；2H₂+O₂2H₂O，生成的水与氢气物质的量相等，Na₂O₂与H₂O反应2：H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，质量增重△m=2H₂O-O₂=2H₂，可知反应后固体增加的质量为氢气质量，相当于是H₂、CO与过氧化钠直接发生化合反应，恢复到原温度，容器内的压强为原来的，剩余气体为O₂，不可能为H₂或CO．令原混合物的物质的量为4mol，则反应后氧气的物质的量为1mol，由方程式可知原混合物中二氧化碳为2mol，氢气与CO共4mol-2mol=2mol，利用端值法讨论判断混合气体的平均相对分子质量的范围．
解答：Na₂O₂与CO₂反应：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，CO与H₂在氧气中完全燃烧，生成CO₂和H₂O，生成的CO₂和H₂O再与Na₂O₂反应．2CO+O₂2CO₂，一氧化碳与二氧化碳物质的量相等，Na₂O₂与CO₂反应：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，质量增重△m=2Na₂CO₃-2Na₂O₂=2CO，可知反应后固体质量增加量为CO的质量；2H₂+O₂2H₂O，生成的水与氢气物质的量相等，Na₂O₂与H₂O反应2：H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，质量增重△m=2H₂O-O₂=2H₂，可知反应后固体增加的质量为氢气质量，相当于是H₂、CO与过氧化钠直接发生化合反应，恢复到原温度，容器内的压强为原来的，剩余气体为O₂，不可能为H₂或CO，
令原混合物的物质的量为4mol，则反应后氧气的物质的量为1mol，由方程式可知原混合物中二氧化碳为2mol，氢气与CO共4mol-2mol=2mol，
若为H₂和CO₂的混合物，混合气体的平均相对分子质量为=23，
若为CO和CO₂的混合物，混合气体的平均相对分子质量为=36，
则混合气体的平均相对分子质量介于23～36，
故选AD．
点评：本题考查混合物的计算，题目难度较大，注意当气体剩余时，能正确判断剩余气体的成分，为解答该题的关键．