Question

12．在25℃时，101kPa条件下，将15L O₂通入10LCO和H₂的混合气中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强．
（1）若剩余气体的体积是15L，则原CO和H₂的混合气中V（CO）=5L，V（H₂）=5L．
（2）若剩余气体的体积是a L，则原CO和H₂的混合气中V（CO）=（a-10）L，V（CO）：V（H₂）=（a-10）：（20-a）．
（3）若剩余气体的体积是a L，则a的取值范围是10＜a＜20．

Answer 1

分析 （1）由2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂、2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，可知10L混合气体反应消耗7.5L氧气，故氧气有剩余，设CO气体的xL，则甲烷为（10-x）L，利用方程式根据差量法表示出体积变化量，再根据剩余的气体的体积列方程计算混合物中各气体的体积；
（2）根据（1）中的关系式计算CO、甲烷的体积；
（3）由（1）中的关系式计算a的表达式，结合0＜x＜10计算．

解答 解：（1）由2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂、2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，可知10L混合气体反应消耗7.5L氧气，故氧气有剩余，
设V（CO）为xL，V（H₂）为（10-x）L，则：
2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂，△V
2       1             2       1
x                              0.5x
    2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，△V
     2      1                       3
（10-x）                        1.5（10-x）
则0.5x+1.5（10-x）=15+10-15，解得x=5，
即V（CO）=5L，则V（H₂）=（10-x）L=10L-5L=5L，
故答案为：5；5；
（2）由（1）可得：0.5x+1.5（10-x）=15+10-a，
解得x=（a-10）L，V（H₂）=（10-x）L=（20-a）L，
即 V（CO）：V（H₂）=（a-10）：（20-a）
故答案为：（a-10）；（a-10）：（20-a）；
（3）由（1）可得：0.5x+1.5（10-x）=15+10-a，
解得：a=10+x，
因0＜x＜10，则10＜a＜20，
故答案为：10＜a＜20．

点评 本题混合物的有关计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意差量法的利用，明确反应前后体积的变化及该条件下水的状态是关键，学生容易忽略水在常温下为液体而导致分析错误．