题目内容

(1)4g CO和H2的混合气体通过燃烧充分后与Na2O2(足量)反应,Na2O2固体增重______g.
(2)4g葡萄糖(C6H12O6)燃烧后的产物导入盛足量Na2O2的密闭容器,则Na2O2固体质量增加______g.
(3)m g CO2、H2、CH4的混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器(引燃后充分反应),Na2O2固体质量增加m g,则V(CO2):V(H2):V(CH4)=______.
(4)由以上可以推出,X g混合气体的组成只要满足通式______,完全燃烧后导入足量Na2O2的密闭容器中,充分反应后固体的质量增加X g.

解:(1)CO与H2在氧气中完全燃烧,生成CO2和H2O,生成的CO2和H2O再与Na2O2反应.2CO+O2 2CO2,一氧化碳与二氧化碳物质的量相等,Na2O2与CO2反应:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,质量增重△m=2Na2CO3-2Na2O2=2CO,可知反应后固体质量增加量为CO的质量;2H2+O22H2O,生成的水与氢气物质的量相等,Na2O2与H2O反应2:H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,质量增重△m=2H2O-O2=2H2,可知反应后固体增加的质量为氢气质量,故过氧化钠固体增重等于CO和H2的质量之和为4g,故答案为:4;
(2)4g葡萄糖(C6H12O6)燃烧后的产物是二氧化碳和水,根据(1)的结果分析过程,所以Na2O2固体质量增加也是4g,故答案为:4;
(3)根据(1)的结果分析过程,只要是物质的组成元素可以写成(CO)m(H2n,二氧化碳和甲烷的分子组成加和恰好吻合该通式,氢气的体积多少无影响,所以V(CO2):V(H2):V(CH4)=1:X:1(X>0的任意值),故答案为:1:X:1(X>0的任意值);
(4)综上可知X g混合气体的组成只要满足通式(CO)m (H2)n,完全燃烧后导入足量Na2O2的密闭容器中,充分反应后固体的质量增加X g,故答案为:(CO)m (H2)n.
分析:利用差量法,根据化学方程式分析:CO与H2在氧气中完全燃烧,生成CO2和H2O,生成的CO2和H2O再与Na2O2反应.2CO+O2 2CO2,一氧化碳与二氧化碳物质的量相等,Na2O2与CO2反应:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,质量增重△m=2Na2CO3-2Na2O2=2CO,可知反应后固体质量增加量为CO的质量;2H2+O22H2O,生成的水与氢气物质的量相等,Na2O2与H2O反应2:H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,质量增重△m=2H2O-O2=2H2,可知反应后固体增加的质量为氢气质量,可以拓展化学式能改写为(CO)m(H2n就满足题意,而C6H12O6可改写成(CO)6(H26的形式,即C6H12O6完全燃烧的产物满足题意.
点评:本题考查混合物的计算,题目难度较大,本题注意根据反应的化学方程式,从质量守恒的角度解答.
练习册系列答案
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合成气(CO和H2)是重要的化工原料,在工业生产中有着广泛的应用.
(1)工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应制备合成气(CO和H2),4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量,写该反应的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206KJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206KJ/mol

(2)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-802kJ?mol-1,由反应(1)制备的合成气10m3(已折成标况),完全燃烧所提供的能量为
1.125×105
1.125×105
kJ
(3)工业上常用合成气来冶炼金属,其中CO还原氧化铁来冶炼生铁方程式如下:
3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)△H<0
①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,
AD
AD

A.容器中Fe2O3的质量不随时间而变化     B.反应物不再转化为生成物
C.n (CO):n (CO2)=1:1                D.容器中气体的压强不随时间而变化
②在一个容积为4L的密闭容器中,1000℃时加入4mol CO(g)和足量Fe2O3(s),反应2分钟后达到平衡,测得此时容器内气体的密度为40g/L,求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=
0.375mol/L?min
0.375mol/L?min
、CO的平衡转化率=
75%
75%
、该反应的化学平衡常数K=
27
27

③如果在3分钟时向②的平衡体系中再加入2mol CO(g),其它条件不变,经过2分钟反应又达到平衡.请画出②、③c(CO)、c(CO2) 随时间变化的图象.

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