Question

10．通常情况下，CO与O₂的混合气体m L，用电火花引燃后体积变为n L（在相同条件下测定）．
（1）试确定原混合气体中CO与O₂的体积．
（2）若反应后的气体密度在相同条件下为氢气的15倍时，试确定反应气体的组成及体积之比．

Answer 1

分析 （1）燃烧发生反应：2CO+O₂═2CO₂ ，利用差量法计算出反应消耗的CO和O₂的体积，存在以下三种情况：①两者恰好完全，②CO过量时，③O₂过量，据此讨论计算；
（2）根据反应后气体与氢气的相对密度计算出平均分子量，然后根据一氧化碳、氧气、二氧化碳的相对分子量确定反应后气体组成，再利用十字相乘法计算体积之比．

解答 解：由反应：2CO+O₂═2 CO₂ △V
          2    1     2      1
   2（m-n）L （m-n）L     （m-n）L
①当两者恰好完全作用时，V（CO）=2（m-n） L，V（O₂）=（m-n） L；
②当CO过量时，过量的CO的体积=m-[2（m-n）+（m-n）]=（3n-2m） L，原混合物中V（O₂）=（m-n）L，V（CO）=（3n-2m） L+2（m-n） L=n L；
③当O₂过量时，过量的O₂的体积=m L-[2（m-n） L+（m-n） L]=（3n-2m） L，原混合物中V（CO）=2（m-n） L，V（O₂）=（3n-2m） L+（m-n） L=（2n-m） L，
故答案为：①当两者恰好完全作用时，V（CO）=2（m-n） L，V（O₂）=（m-n） L；
②当CO过量时，原混合物中V（O₂）=（m-n）L，V（CO）=n L；
③当O₂过量时，原混合物中V（CO）=2（m-n） L，V（O₂）=（2n-m） L；
（2）若反应后的气体密度在相同条件下为氢气的15倍时，混合气体的平均相对分子质量是30，由于产物中肯定有CO₂，它的相对分子质量大于30，所以另一种气体的相对分子质量必小于30，另一种气体只能是CO（也就是说O₂不可能有余），该混合气体的组成可用下法求得：，可得V（CO₂）：V（CO）=（28-2）：（44-30）=1：7，
故答案为：反应后气体为CO₂、CO的混合气体，二者体积之比为1：7．

点评 本题考查混合物的有关计算，涉及讨论型过量计算，存在考查学生的分析计算能力，难度中等．