14.在25 ℃、101 kPa条件下,将15 L O2通入10 L CO和H2的混合气体中,使其完全燃烧,干燥后,恢复到原来的温度和压强。
(1)若剩余气体的体积是15 L,则原CO和H2的混合气体中:
V(CO)=________L,
V(H2)=________L。
(2)若剩余气体的体积为a L,则原CO和H2的混合气体中,
V(CO)∶V(H2)=________________。
(3)若剩余气体的体积为a L,则a的取值范围是________________________________________________________________________。
[解析] 由题意知10 L CO和H2的混合气体在15 L O2中燃烧时,O2过量,则剩余气体一定是O2与CO2的混合气体。
(1)设原CO的体积为x,H2的体积为y,则:
2CO+O2===2CO2
x x x
2H2+O2===2H2O
y y
所以:V(CO)=5 L,V(H2)=5 L
(2)设原CO的体积为x′,原H2的体积为10 L-x′,
则15
L-x′-+x′=a
L
x′=(a-10)L
所以:V(CO)=(a-10)L
V(H2)=(20-a)L
=
(3)本题可以采用极限方法:若10 L气体全部是CO时,则反应消耗O2
5 L,生成CO2
10 L,剩余O2
10 L,共剩余气体a=20;若10 L气体全部是H2时,则反应消耗O2
5 L,生成液态水,最后剩余10 L O2,a=10。所以a的范围:10<a<20。
[答案] (1)5 5 (2)(a-10)/(20-a)
(3)10<a<20