题目内容
在120 ℃，101 kPa条件下，由H2、CH4、CO组成的混合气体a mL，通入一定量(设为x mL)氧气使其完全燃烧。
(1)若a mL混合气体完全燃烧后消耗相同条件下氧气的体积也为a mL(即x=a mL)，则原混合气体中CH4的体积分数是_________。
(2)若完全燃烧后生成CO2和H2O(g)的总体积在相同条件下为2a mL，则原混合气体中CH4的体积分数是_________。现要测定原混合气体中H2的体积分数，还必须知道相同条件下的其他数据，它们可以是_________ (填选项字母)。
A.2a mol混合气体的密度
B.生成CO2气体的总体积
C.生成H2O(g)的总质量
(3)若原混合气体完全燃烧所得气体中只有CO2和H2O(g)，则x的取值范围是_________。
(1)1/3(或33.3%) (2)1/2或(50%) ABC (3)a/2＜x＜2a
解析:
(1)根据反应方程式：CH4+2O2
CO2+2H2O ①；2H2+O2====2H2O ②；2CO+O2====2CO2 ③；②③中等物质的量的氢气与一氧化碳燃烧消耗的氧气相同，故可设a mL气体中CH4：n mL，则CO、H2的和为(a-n) mL，耗氧：
，故n=a/3。
(2)根据方程式②③，H2—H2O，CO—CO2，即H2、CO燃烧生成的H2O(g)和CO2(g)的体积与原H2、CO的体积相等，故混合气体燃烧后生成气体的总体积增大只由CH4燃烧导致，设CH4为W mL，则生成CO2和H2O(g) 3W mL，故3W-W=a，W=a/2。
(3)根据极限法：当混合气体中H2、CO无限少，耗O2最多，x=2a，当混合气体中CH4无限少，耗O2最少，x=a/2。
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