Question

将一定量的碳与8 g O₂置于一密闭容器中，使之在高温下反应，当恢复至原温度时，容器内压强比原来增大0.4倍，则参加反应的碳的质量是多少？

Answer 1

4.2 g

同温同容时，气体的压强与气体的物质的量成正比。若只发生反应：
C+O₂   CO₂
0.25 mol       0.25 mol
容器内压强不变，即增大0倍。
若只发生反应：
2C+O₂   2CO
0.25 mol        0.5 mol
容器内压强增大1倍。
因为0＜0.4＜1，所以以上两个反应同时发生。
方法一：平行计算法
设转化为CO的碳的物质的量为x，转化为CO₂的碳的物质的量为y，则：
2C+O₂2CO
2   1      2
x   0.5x    x
C+O₂CO₂
1    1      1
y    y      y

解得：
所以m(C)="(x+y)×12" g·mol^-1="0.35×12" g="4.2" g
方法二：碳原子守恒法
据题意可知，碳的物质的量=混合气（CO和CO₂）的物质的量=1.4倍O₂的物质的量
即：n(C)=1.4×="0.35" mol
m(C)="0.35" mol×12 g·mol^-1="4.2" g