Question

将甲烷、氧气、过氧化钠放入密闭容器中，在150℃条件下用电火花引发反应后，3种物质都恰好完全反应，容器中的压强为零。则原混合物中3种物质的质量之比为___________，反应后容器中的物质是___________。

Answer 1

8∶8∶117  Na₂CO₃、NaOH

解析:

本题考查CO₂、H₂O（g）与Na₂O₂的反应。欲正确解答本题，应注意理解“容器中的压强为零”的含义，对方程式进行适当加和，由加和后的方程式找出答案。此类题涉及多个相关的反应，某一反应的生成物是另一反应的反应物。一般可以先写出分步反应的化学方程式，然后根据题意分析总反应的反应物和生成物，用类似上面的“加和法”得出总反应式。

容器中发生的各步反应如下：

① CH₄+2O₂CO₂+2H₂O 

② 2Na₂O₂+2CO₂2Na₂CO₃+O₂

③ 2Na₂O₂+2H₂O4NaOH+O₂↑

容器中总反应的反应物是CH₄、Na₂O₂、O₂，生成的CO₂、H₂O、O₂可以循环反应，可以看成是中间产物，由于反应后在150 ℃条件下容器中的压强为零，说明最后容器中的物质不含气体和水，最后的生成物只有Na₂CO₃、NaOH。将①②③分别乘以适当的系数后加和，以消去生成物中的中间产物CO₂、H₂O和O₂。①×2+②+③×2得总反应式：

    2CH₄+O₂+6Na₂O₂2Na₂CO₃+8NaOH

    因此，原混合物中CH₄、O₂、Na₂O₂三种物质的质量之比为：2×16∶16×2∶6×78=8∶8∶117。