Question

6．甲烷与氢气的燃料混合气在燃烧炉内完全燃烧后，炉气成分如表：

	N2	CO2	O2	H2O
物质的量分数	0.7110	0.0810	0.0225	0.1710

若空气中N₂与O₂的物质的量分数分别为0.79和0.21，计算：
（1）燃料混合气中甲烷与氢气的物质的量之比
（2）燃料混合气与空气的物质的量之比．

Answer 1

分析 （1）根据甲烷中的碳元素转化为二氧化碳，而生成物中的氢元素来自甲烷和氢气进行分析计算甲烷和氢气的物质的量之比．
（2）根据生成的二氧化碳和剩余的氮气的物质的量分数计算燃料混合气体与空气的物质的量之比．

解答 解：假设燃烧炉内的物质的量共计1mol
（1）甲烷中的碳元素的物质的量=二氧化碳中碳元素的物质的量=0.0810mol．
则甲烷中燃烧生成的水的物质的量=2×0.0810mol=0.1620mol
则氢气生成的水的物质的量=0.1710mol-0.1620mol=0.0090mol
则氢气的物质的量=0.0090mol
混合燃料中甲烷与氢气的物质的量之比为0.0810mol：0.0090mol=9：1
（2）设混合燃料的物质的量为x，则空气的物质的量为1mol-x
由于氮气不参加反应，则其物质的量不变
可得
（1mol-x）×0.79=0.7110mol
x=0.1mol
所以混合燃料和空气的物质的量之比为0.1mol：0.9mol=1：9
答：（1）燃料混合气中甲烷与氢气的物质的量之比为9：1；
（2）燃料混合气与空气的物质的量之比为1：9．

点评 根据特定元素或者物质的物质的量关系进行分析计算，注意本题都是物质的量计算，而非质量的计算．