Question

将甲烷和氧气按一定物质的量之比混合点燃后，测得生成物总质量为18.4g，将全部生成物通过足量浓硫酸后，质量减少了9g．
（1）通过计算可得出原混合气体中甲烷的物质的量为______mol．
（2）通过对（1）计算结果的进一步分析，可推知原混合气体反应后的生成物应为______和水组成的混合物（填化学式）．
（3）求原混合气体中甲烷和氧气的物质的量之比（写出详细的计算过程）．

Answer 1

（1）将全部生成物通过足量浓硫酸后，质量减少了9g，则应为水的质量，
则水的物质的量为

9g

18g/mol

=0.5mol，
由CH₄～2H₂O可知，n（CH₄）=

1

2

×n（H₂O）=0.5mol×

1

2

=0.25mol，
故答案为：0.25；
（2）甲烷燃烧生成CO₂，当氧气不足时，也可能生成CO，或者二者的混合物，
生成物总质量为18.4g，水的质量为9g，则碳的氧化物的质量为18.4g-9g=9.4g，
全部生成CO₂时，质量为0.25mol×44g/mol=11g，
全部生成CO时，质量为0.25mol×28g/mol=7g，
因11＞9.4＞7，
所以应是CO₂和CO的混合物，
故答案为：CO₂、CO 
（3）n（H₂O）=

9g

18g/mol

=0.5mol，
由CH₄～2H₂O得知，n（CH₄）=

1

2

×n（H₂O）=0.25mol，
根据O元素质量守恒可知：
n（O₂）=

18.4g-0.25mol×16g/mol

32g/mol

=0.45mol，
n（CH₄）：n（O₂）=0.25mol：0.45mol=5：9，
答：原混合气体中甲烷和氧气的物质的量之比5：9．