题目内容

已知在体积不变的密闭容器中,气体的压强与气体的分子数成正比.将一小块焦炭和mg氧气同时放入一装有压力表的容器中,压力表所示为p0,当充分反应后,恢复到原来温度,压力为p1
(1)如果p0<p1,则焦炭质量w应满足的关系式是
 

(2)如果p0=p1,则w应满足的关系式是
 

(3)如果p1是p0的n倍,则w是
 
g,n的取值范围是
 
考点:根据化学反应方程式的计算
专题:有关化学方程式的计算
分析:根据在相同温度和相同体积的条件下,气体压强与气体分子数目成正比关系,可判断反应前后气体的分子数目的改变;根据碳在氧气中充分燃烧与不充分燃烧的规律,此时碳应充分燃烧全部生成一氧化碳或二氧化碳,其中氧气足量或过量;根据碳在氧气中完全燃烧的化学方程式,由反应中碳与所消耗氧气的质量关系,判断密闭容器中wg碳和ng氧气的关系.
解答:解:根据题意,反应前后分子数目不变,由C+O2
 点燃 
.
 
CO2与2C+O2
 点燃 
.
 
2CO,可判断碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳,分子数目变大则只生成一氧化碳或一氧化碳二氧化碳共存.
假设wg碳和mg氧气恰好完全反应生成二氧化碳,则
 C+O2
 点燃 
.
 
CO2
12 32
wg mg
12
wg
=
32
mg

w=
3m
8

假设wg碳和mg氧气恰好完全反应生成一氧化碳,则
   2C+O2
 点燃 
.
 
2CO
   24 32
   wg mg
  
24
wg
=
32
mg

  w=
3m
4

(1)如果p0<p1,则生成的气体分子数变多,可以是只生成一氧化碳,也可是即生成二氧化碳由生成一氧化碳,则
3m
8
<w;
(2)如果p0=p1,此时只发生生成二氧化碳的反应,若容器中氧气有剩余,反应前后分子数目也不变,反应前后压强也相同,因此,
容器中碳的质量满足:0<w≤
3m
8

(3)如果p1是p0的n倍,则w=
3mn
8
,n的取值范围是:1≤n≤2.
答案:(1)w>
3m
8
;(2)0<w≤
3m
8
;(3)
3mn
8
,1≤n≤2.
点评:根据碳在氧气中完全燃烧与不完全燃烧前后气体的分子个数关系,判断该题中所发生反应为完全燃烧生成二氧化碳,是解决问题的关键.
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