Question

2．120℃、101kPa下，a mL由CO、CH₄组成的混合气体在b mLO₂中完全燃烧后，恢复到原温度和压强．
①若混合气体与O₂恰好完全反应，产生bmL CO₂，则混合气体中CH₄的体积分数为33%．（保留2倍小数）．
②若燃烧后气体体积缩小了$\frac{a}{4}$mL，则a与b关系的数学表示式是b≥$\frac{5}{4}$a．

Answer 1

分析 （1）根据CO、CH₄的体积之和、消耗的氧气列方程计算二者体积，再计算出混合气体中CH₄的体积分数；
（2）燃烧发生反应：2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），燃烧后体积变化由CO燃烧导致，根据差量法计算CO的体积，进而计算甲烷的体积，由于完全燃烧，故0.5V（CO）+2V（CH₄）≤b，据此解答．

解答 解：（1）燃烧的方程式分别为：2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），根据碳原子守恒可知，V（CO）+V（CH₄）=V（CO₂），故a=b，
则：V（CO）+V（CH₄）=a，0.5V（CO）+2V（CH₄）=a，解得：V（CO）=$\frac{2}{3}$amL，则：V（CH₄）=$\frac{a}{3}$mL，
所以混合气体中甲烷的体积分数为：$\frac{\frac{a}{3}mL}{amL}$×100%=33%，
故答案为：33%；
（2）燃烧发生反应：2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），燃烧后体积变化由CO燃烧导致，则：
2CO+O₂=2CO₂ 体积减少△V
2                1
V（CO）          $\frac{a}{4}$mL
故V（CO）=0.5amL，V（CH₄）=0.5amL，
由于完全燃烧，故0.5V（CO）+2V（CH₄）≤b，即0.5a×0.5+2×0.5a≤b，故b≥$\frac{5}{4}$a，
故答案为：b≥$\frac{5}{4}$a．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握讨论法在化学计算中的应用，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．