Question

14．在标准状况下，将质量为相同状况下等体积H₂质量16倍的CO和CO₂的混合气体，充满盛有足量Na₂O₂且容积为22.4L的密闭容器内（设固体物质的体积忽略不计），用间断发生的电火花引发反应，使可能发生的反应充分进行．计算：
（1）反应前CO和CO₂的物质的量各为多少？
（2）最后容器里有几种生成物？质量各是多少？

Answer 1

分析 质量为相同状况下等体积H₂质量16，混合气体的平均摩尔质量为：M=32g/mol，设混合气体中CO为xmol，CO₂为ymol，根据M=$\frac{28x+44y}{x+y}$=32计算二者的物质的量之比，进而计算物质的量；
由2CO+O₂=2CO₂，以及2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，二者相加可得CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，反应后容器中存在的生成物为O₂和Na₂CO₃，根据反应的化学方程式计算．

解答 解：（1）质量为相同状况下等体积H₂质量16，混合气体的平均摩尔质量为：M=32g/mol，设混合气体中CO为xmol，CO₂为ymol，由M=$\frac{28x+44y}{x+y}$=32可知x：y=3：1，
气体的物质的量共为$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1moL，
所以n（CO）=0.75mol，n（CO₂）=0.25mol，
答：反应前CO和CO₂的物质的量各为0.75mol、0.25mol；
（2）由2CO+O₂=2CO₂，以及2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，二者相加可得CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，由方程式关系可知：
 CO+Na₂O₂=Na₂CO₃
0.75mol       0.75mol
    2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂
0.25mol               0.25mol           0.125mol
所以n（Na₂CO₃）=0.75mol+0.25mol=1mol，n（O₂）=0.125mol，
则m（Na₂CO₃）=1mol×106g/mol=106g，m（O₂）=0.125mol×32g/mol=4g，
答：最后容器里有2种生成物，质量各是m（Na₂CO₃）=106g，m（O₂）=4g．

点评 本题考查混合物的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，本题注意利用CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，为解答该题的关键，难度中等．