Question

将甲烷和氧气按一定物质的量之比混合点燃后，测得生成物总质量为18.4g，将全部生成物通过足量浓硫酸后，质量减少了9g．
（1）通过计算可得出原混合气体中甲烷的物质的量为

0.25

mol．
（2）通过对（1）计算结果的进一步分析，可推知原混合气体反应后的生成物应为

CO₂、CO

和水组成的混合物（填化学式）．
（3）求原混合气体中甲烷和氧气的物质的量之比（写出详细的计算过程）．

Answer 1

分析：将全部生成物通过足量浓硫酸后，质量减少了9g，则应为水的质量，根据CH₄～2H₂O～CO₂，可知甲烷的物质的量，
生成物总质量为18.4g，根据质量守恒判断混合气体的生成物组成以及甲烷和氧气的物质的量之比．

解答：解：（1）将全部生成物通过足量浓硫酸后，质量减少了9g，则应为水的质量，
则水的物质的量为

9g

18g/mol

=0.5mol，
由CH₄～2H₂O可知，n（CH₄）=

1

2

×n（H₂O）=0.5mol×

1

2

=0.25mol，
故答案为：0.25；
（2）甲烷燃烧生成CO₂，当氧气不足时，也可能生成CO，或者二者的混合物，
生成物总质量为18.4g，水的质量为9g，则碳的氧化物的质量为18.4g-9g=9.4g，
全部生成CO₂时，质量为0.25mol×44g/mol=11g，
全部生成CO时，质量为0.25mol×28g/mol=7g，
因11＞9.4＞7，
所以应是CO₂和CO的混合物，
故答案为：CO₂、CO 
（3）n（H₂O）=

9g

18g/mol

=0.5mol，
由CH₄～2H₂O得知，n（CH₄）=

1

2

×n（H₂O）=0.25mol，
根据O元素质量守恒可知：
n（O₂）=

18.4g-0.25mol×16g/mol

32g/mol

=0.45mol，
n（CH₄）：n（O₂）=0.25mol：0.45mol=5：9，
答：原混合气体中甲烷和氧气的物质的量之比5：9．

点评：本题考查物质的量的相关计算，题目难度中等，注意生成物气体的成分的判断方法，从质量守恒的角度分析．