Question

1mol C₄H₁₀（g）与不足量的氧气共贮于一固定容器中，压强为p，点火燃烧后，回到室温，得到水若干（其体积可不计）和CO₂和CO两种气体，总压强降为0.557p，试问：
（1）生成的水的质量；
（2）反应前氧气的物质的量；
（3）反应后气体中CO₂和CO的物质的量．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：烃及其衍生物的燃烧规律

分析：（1）丁烷燃烧无论生成CO还是二氧化碳都同时生成水，根据H原子守恒得n（H₂O）=2n（C₄H₁₀）=2×1mol=2mol，m（H₂O）=nM；
（2）相同温度下，气体的物质的量之比等于其压强之比，反应前后混合气体物质的量之比=p：0.557p=1000：557，设消耗氧气的物质的量根据压强进行计算；
（3）燃烧方程式有两个：C₄H₁₀+6.5O₂=4CO₂+5H₂O①、C₄H₁₀+4.5O₂=4CO+5H₂O②，设生成CO₂的丁烷为amol，则生成CO的丁烷为（1-a）mol，燃烧后减少的气体的物质的量是：1+6.18-4=3.28mol，根据气体减少的物质的量计算生成二氧化碳消耗的丁烷，再根据C原子守恒计算生成二氧化碳、CO的物质的量．

解答： 解：（1）丁烷燃烧无论生成CO还是二氧化碳都同时生成水，根据H原子守恒得n（H₂O）=2n（C₄H₁₀）=2×1mol=2mol，m（H₂O）=nM=2mol×18g/mol=36g，
答：生成水的质量是36g；
（2）相同温度下，气体的物质的量之比等于其压强之比，设反应耗氧的物质的量为y，则p_后：p_前=0.557，根据C原子守恒知生成CO和二氧化碳的物质的量之和为4mol，则0.557p：p=4mol：（1+y）mol，
y=6.18mol，
答：消耗氧气的物质的量为6.18mol；
（3）燃烧方程式有两个：C₄H₁₀+6.5O₂=4CO₂+5H₂O①
C₄H₁₀+4.5O₂=4CO+5H₂O②，
设生成CO₂的丁烷为amol，则生成CO的丁烷为（1-a）mol，
燃烧后减少的气体的物质的量是：1mol+6.18mol-4mol=3.28mol，
它应由两个方程式提供：
①式由1+6.5--4 减少3.5mol
②式由1+4.5--4 减少 1.5mol
所以得3.5a+1.5（1-a）=3.18      
解得a=0.84mol
生成CO₂的物质的量=4×0.84mol=3.36 mol，CO：4×（1-0.84）mol=0.64 mol，
答：生成二氧化碳的物质的量为3.36mol、CO的物质的量为0.64mol．

点评：本题考查化学方程式的计算，明确反应前后气体的物质的量与压强关系是解本题关键，注意结合原子守恒解答，能化繁为简，提高效率，题目难度中等．