Question

5．已知：CxHy+H₂O→CO+C0₂+H₂（未配平），工业上用甲烷、乙烷的混合气体利用上述反应生成氢气，反应后气体经干燥组成如下表所示，计算原混合气体中甲烷与乙烷的物质的量之比．

组分	CO	CO2	H2
体积分数	20%	5%	75%

Answer 1

分析 设出反应产物的总体积及甲烷、乙烷的总体积，根据碳元素、氧元素、氢元素守恒分别列式计算，再根据相同条件下气体的体积之比等于其物质的量之比计算出原混合气体中甲烷与乙烷的物质的量之比．

解答 解：设反应后气体总体积为V，甲烷的体积为x、乙烷的体积为y，
则含有CO体积而为0.2V，二氧化碳为0.05V，氢气为0.75V，
根据碳元素守恒可得：①x+2y=0.2V+0.05V=0.25V，
根据氧元素守恒可知，参加反应的水的物质的量为：0.2V+0.05V×2=0.3V，根据H元素守恒，水分子中H生成氢气体积为0.3V，则甲烷和乙烷分子中含有氢元素生成的氢气体积为：0.75V-0.3V=0.45V，即：②$\frac{1}{2}$（4x+6y）=0.45V，
联立①②解得：x=0.15V、y=0.05V，
相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比，
所以原混合气体中甲烷与乙烷的物质的量之比为：0.15V：0.05V=3：1，
答：原混合气体中甲烷与乙烷的物质的量之比3：1．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，根据氧元素守恒计算出甲烷和乙烷分子中氢元素的量为解答关键，注意明确质量守恒定律在化学计算中的应用，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．