题目内容

乙烷和乙炔混合物共m mol,与n mol的氧气点燃后完全反应,得到CO和CO2的混合气体,以及36g水。试求:
(1)当m=0.8时,乙烷和乙炔的物质的量之比      
(2)当m=1时,且反应后CO和CO2混合气体的物质的量是反应前氧气的物质的量的5/6时,则n=      ,得到的CO和CO2的物质的量之比     
(3)m的取值范围是         ,n的取值范围是         
(7分)
(1)3:1
(2)2.4    3:2
(3)0.67或(2/3)<m<2   1.67或(5/3)<n<5

试题分析:据元素守恒,反应后混合气体的耗氧量即是C2H2和C2H6的耗氧量,反应生成CO、CO2和H2O,根据碳元素守恒有n(CO2)+ n(CO)=2n(C2H2)+2n(C2H6),根据氢元素守恒由2n(H2O)=2n(C2H2)+6n(C2H6),根据氧元素守恒有2n(O2)=2n(CO2)+ n(CO)+n(H2O),据此计算消耗的氧气。
水的物质的量为36g/18(g/mol)=2mol.
设C2H2为amol,为C2H6bmol。
(1)则根据H守恒得:
2a+6b=4mol  a+b="0.8mol" 解得a=0.2mol  b=0.6mol
乙烷和乙炔的物质的量之比为3:1。
(2)m=1时,a+b=1mol,根据C守恒,(2a+2b)/n="5/6" 解得n=2.4。
根据C守恒得:n(CO)+n(CO2)=2a+2b=2
根据O守恒的:n(CO)+2n(CO2)+2=2.4*2=4.8
解得:n(CO)=6/5,n(CO2)=4/5
即CO和CO2的物质的量之比3:2。
(3)根据H守恒得:
2a+6b=4mol①
a+b=mmol② 即a=m-b③ b=m-a④
把③带入①得:m=2-b,当b>0时,m<2。
把④带入①得:m=2/3+2a/3,当a>0时,m>2/3(或0.67)。
即0.67或(2/3)<m<2。
m值最大时n最大,m值小时n最小,故1.67或(5/3)<n<5。
点评:本题考查混合物的计算,难度中等,判断反应后混合气体的耗氧量即是C2H2和C2H6的耗氧量是关键,在利用元素守恒计算,注意混合计算中守恒思想的运用。
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