Question

在标准状况下，将CO、CO₂的混合气体（密度为1.43g/L）充入盛有足量Na₂O₂的密闭容器里，容器的容积（不计装入固体的体积）为2.24L．然后用电火花间断引燃气体混合物，直到反应完全，求：
（1）反应前CO和CO₂体积比是多少？
（2）反应完全后，容器中存在的生成物是什么，物质的量各为多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）混合气体的平均摩尔质量为：M=1.43g/L×22.4L/mol=32g/mol，设混合气体中CO为xmol，CO₂为ymol，根据M==32计算二者的物质的量之比，进而计算体积比；
（2）由2CO+O₂=2CO₂，以及2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，二者相加可得CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，反应后容器中存在的生成物为O₂和Na₂CO₃，根据反应的化学方程式计算．
解答：解：（1）混合气体的平均摩尔质量为：M=1.43g/L×22.4L/mol=32g/mol，设混合气体中CO为xmol，CO₂为ymol，
则有：M==32，
解得x：y=3：1，
根据阿伏加德罗定律可知，气体的体积之比等于物质的量之比，所以
V（CO）：V（CO₂）=3：1，
答：反应前CO和CO₂体积比是3：1；
（2）n（CO）+n（CO₂）==0.1mol，
由（1）知n（CO）：n（CO₂）=3：1，
所以n（CO）=0.075mol，n（CO₂）=0.025mol，
由2CO+O₂=2CO₂，以及2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，二者相加可得CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，由方程式关系可知：
    CO+Na₂O₂=Na₂CO₃
 0.075mol  0.075mol
  2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂
0.025mol  0.025mol  0.0125mol
所以n（Na₂CO₃）=0.075mol+0.025mol，n（O₂）=0.0125mol，
答：反应后容器中存在的生成物为O₂和Na₂CO₃，物质的量各为n（Na₂CO₃）=0.1mol、n（O₂）=0.0125mol．
点评：本题考查混合物的计算，题目难度中等，本题注意利用CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，为解答该题的关键．