Question

10．25°C和101kpa时，甲烷、乙烯和乙炔组成的混合烃30mL与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体的总体积缩小了55mL，原混合烃中乙炔的体积分数为（　　）

• A． 25%
• B． 33.3%
• C． 66.7%
• D． 75%

Answer 1

分析 发生反应为：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O，C₂H₄+3O₂=2CO₂+2H₂O，C₂H₂+$\frac{5}{2}$O₂=2CO₂+H₂O，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，根据反应方程式可知，CH₄和C₂H₄反应后体积缩小的量是相同的，故可将两者看成是一种物质，设CH₄和C₂H₄一共为xmL，C₂H₂为ymL，利用气体体积缩小了55mL及混合气体的体积来列等式计算出乙炔的体积，进而计算乙炔的体积分数．

解答 解：除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，则：
CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O?△V
 1  2   1         2
C₂H₄+3O₂=2CO₂+2H₂O?△V   
 1   3   2          2           
C₂H₂+$\frac{5}{2}$O₂=2CO₂+H₂O△V  
1   2.5   2       1.5
CH₄和C₂H₄反应后体积缩小的量是相同的，故可将两者看成是一种物质，
设CH₄和C₂H₄一共为xmL，C₂H₂为ymL，则：x+y=30、2x+1.5y=55，
联立解得：x=20、y=10，
则原混合烃中乙炔的体积分数为：$\frac{10mL}{30mL}$×100%≈33.3%，
故选B．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，解得关键是根据方程式判断体积变化，把甲烷与乙烯看作一个组分，从而转化为两组分混合，注意差量法的应用．