Question

20．一定量的CH₄恰好与一定量的O₂完全反应得到CO₂、CO和H₂O，产物的总质量为49.6g，将其通过足量的浓H₂SO₄后，洗气瓶增重25.2g，试计算
（1）水的物质的量；
（2）此甲烷完全燃烧则还需O₂的体积（标况下）．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸吸收水蒸汽，质量增重为生成水的质量；
（2）计算CO₂、CO的总质量，根据H原子守恒计算甲烷物质的量，由C原子守恒可知CO₂、CO总物质的量
水的质量，列方程计算CO₂、CO物质的量，CO燃烧消耗氧气为甲烷完全燃烧则还需O₂的体积．

解答 解：（1）浓硫酸吸收水蒸汽，生成水的质量为25.2g，其物质的量为$\frac{25.2g}{18g/mol}$=1.4mol，
答：燃烧生成水的物质的量为1.4mol；
（2）CO₂、CO的总质量为49.6g-25.2g=24.4g，根据H原子守恒，甲烷物质的量为$\frac{1.4mol×2}{4}$=0.7mol，由C原子守恒可知CO₂、CO总物质的量为0.7mol，
设CO₂、CO物质的量分别为xmol、ymol，则：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.7}\\{44x+28y=24.4}\end{array}\right.$
解得x=0.3，y=0.4
CO燃烧消耗氧气为甲烷完全燃烧则还需O₂的体积，CO燃烧转化为CO₂，则还需要氧气为$\frac{0.4mol}{2}$=0.2mol，标况下需要氧气体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
答：此甲烷完全燃烧还需O₂的体积为4.48L．

点评 本题考查混合物有关计算，注意守恒法的运用，侧重考查学生分析计算能力，难度不大．