Question

在25℃，101kPa条件下，将15LO₂通入10LCO和H₂的混合气中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。

    (1)若剩余气体的体积是15L，则原CO和H₂的混合气中V(CO)＝_________L，V(H₂)＝_________L。

    (2)若剩余气体的体积为αL，则原CO和H₂的混合气中V(CO):y(H₂)＝_________。

    (3)若剩余气体的体积为αL，则α的取值范围是_________。

 

Answer 1

答案：
解析：

(1)5，5； (2)； (3)10＜α＜20

提示：

解题涉及的两个燃烧反应，方程式如下： 仔细审视这两个方程式的化学计量数(系数)可知：     (1)无论是CO或H2，它们燃烧所需要的O2的摩尔数都只是自己的一半；     (2)燃烧前的CO和燃烧后的CO2的摩尔数是相等的，因此其体积是不变的.但是燃烧前的H2的体积在燃烧后是不计的。     据此，加入题设数据可知：     (1)10LCO和H2的混合气，充分燃烧只需要5LO2，题给15L，将多余10L。     如果剩余气体为15L，则必定还有CO2，它来源于CO，它们的体积应是：     V(CO2)＝V(CO)＝(15－10)L＝5L(答案)     原料气CO＋H2共10L，因此H2的体积应是     V(H2)＝(10－5)L＝5L(答案)     (2)剩余气体为αL，其中有O210L，所以CO2应是(α－10)L，CO2来自CO：     V(CO)＝V(CO2)＝(α一10)L     V(H2)＝10L－(α一10)L＝(20－α)L     V(CO):V(H2)＝(α－10):(20－α)     (3)剩余气体为αL，其中必含O210L，     因此α>10。     又因为氧气实际消耗为(15－10)L，两种气体合计共为10L，如果全部是H2，则剩余气体只有O2应该是10L，如果全部是CO，则剩余气体还有10L的CO2，全部剩余气体应该是：       V(O2)＋V(CO2)＝10L＋10L＝20L     即α的取值范围是     10L≤aL≤20L     如果原料气指定是混合气，则10＜α＜20(答案)     本题3个小题由具体到抽象，最后讨论到边界条件，需要既掌握化学计算的技巧更需要灵活运用。