题目内容

由CO、CH4和C2H2组成的混合气体4.48L(标况),在足量氧气中充分燃烧后,生成的气体先通过足量的浓H2SO4再通过足量的NaOH溶液,NaOH溶液增重13.2g,则混合气体中含C2H2的物质的量n为(  )


  1. A.
    n<0.1mol
  2. B.
    n=0.1mol
  3. C.
    0.1mol<n<0.15mol
  4. D.
    无法确定
B
试题分析:一氧化碳、甲烷和乙炔组成的混合气体4.48L(标准状况),混合气体的物质的量为4.48L/22.4(L/mol) =0.2mol.
NaOH溶液吸收二氧化碳,故NaOH溶液增重13.2克为二氧化碳质量,所以二氧化碳的物质的量为13.2g/44(g/mol) =0.3mol.
所以平均组成中平均碳原子数为0.3mol/0.2mol=3/2,
一氧化碳、甲烷分子中都含有一个碳原子,可以看做1个组分,

所以一氧化碳、甲烷的总物质的量与乙炔的物质的量之比为1/2:1/2=1:1。
所以混合物中乙炔的物质的量为0.2mol×(1/2)=0.1mol。
故选B。
考点:有关混合物反应的计算
点评:考查烃混合物分子式确定,难度较大,注意利用平均分子组成判断烃的组成,常用方法有1、平均碳法 2、平均氢法 3、平均碳氢分子式法 4、平均式量法。
练习册系列答案
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(2013?泰安二模)近年来,以天然气等为原料合成甲醇的难题被一一攻克,极大地促进了甲醇化学的发展.
(1)与炭和水蒸气的反应相似,以天然气为原料也可以制得CO和H2,该反应的化学方程式为
CH4+H2O
 高温 
.
 
CO+3H2
CH4+H2O
 高温 
.
 
CO+3H2

(2)合成甲醇的一种方法是以CO和H2为原料,其能量变化如图1所示:
由图可知,合成甲醇的热化学方程式为
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=(a-b)kJ/mol
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=(a-b)kJ/mol

(3)以CO2为原料也可以合成甲醇,其反应原理为:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
①在lL的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,在500℃下发生反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时问变化如图2所示:
则下列说法正确的是
BD
BD
(填字母);
A.3min时反应达到平衡
B.0~10min时用H2表示的反应速率为0.225mol?-1?min-1
C.CO2的平衡转化率为25%
D.该温度时化学平衡常数为
16
3
(mol?L-1)-2

②在相同温度、相同容积的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 容器1 容器2 容器3
反应物投入量(始态) 1molCO2、3molH2 0.5molCO2、1.5molH2 1molCH3OH、1molH2O
CH3OH的平衡浓度/mol?L-1 c1 c2 c3
平衡时体系压强/Pa p1 p2 p3
则下列各量的大小关系为c1
等于
等于
c3,p2
小于
小于
p3(填“大于”、“等于”或“小于”).
(4)近年来,甲醇燃料电池技术获得了新的突破,如图3所示为甲醇燃料电池的装置示意图.电池工作时,分别从b、c充入CH3OH、O2,回答下列问题:
①从d处排出的物质是
,溶液中的质子移向电极
N
N
(填“M”或“N”);
②电极M上发生的电极反应式为
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
氨在国民经济中占有重要的地位,2008年,我国氨产量接近500万吨.下图是合成氨的简要流程.

(1)下表是空气中部分气体的沸点.将空气液化加热分馏,依据下表数据判断,最先气化得到的气体是
氦气
氦气

气体名称 氨气 氧气 氦气 氖气 氩气 氪气 氚气
沸点/℃ -196 -183 -269 -264 -186 -153 -108
(2)天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气.下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗.
原料 天然气 重油
相对投资费用 1.0 1.5 2.0
能量消耗/J?t-1 28×109 38×109 48×109
①依据上表信息,你认为采用
天然气
天然气
为原料最好.
②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式:
CH4+H2O
 催化剂 
.
高温
CO+3H2
CH4+H2O
 催化剂 
.
高温
CO+3H2

③已知C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ?mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ?mol-1
试写出由C于水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131kJ?mol-1
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131kJ?mol-1

(3)下表是在某种催化剂作用下用体积比为1:3的氮、氢混合气反应应达到平衡时的一些实验数据.
NH3含量%
压强/MPa


温度/℃
0.1 10 20 30 60 100
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
①依据表中数据判断,合成氨反应N2+3H22NH3的△H
(填“>”、“<”或“无法判断”)0,请简要说明理由
相同条件下,升高温度,NH3含量减小,平衡左移,逆反应吸热,正反应放热
相同条件下,升高温度,NH3含量减小,平衡左移,逆反应吸热,正反应放热

②该反应的化学平衡常数表达式为
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)

③在300℃、10MPa下,合成氨反应达到平衡时,混合气体的体积是反应开始时的
0.66
0.66
倍.

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