Question

将一定量的碳与8 g O₂置于一密闭容器中，使之在高温下反应，当恢复至原温度时，容器内压强比原来增大0.4倍，则参加反应的碳的质量是多少？

Answer 1

4.2 g

解析:

同温同容时，气体的压强与气体的物质的量成正比。若只发生反应：

C+O₂    CO₂

0.25 mol       0.25 mol

容器内压强不变，即增大0倍。

若只发生反应：

2C+O₂    2CO

0.25 mol        0.5 mol

容器内压强增大1倍。

因为0＜0.4＜1，所以以上两个反应同时发生。

方法一：平行计算法

设转化为CO的碳的物质的量为x，转化为CO₂的碳的物质的量为y，则：

2C+O₂2CO

2   1      2

x   0.5x    x

C+O₂CO₂

1    1      1

y    y      y

解得：

所以m(C)=(x+y)×12 g·mol^-1=0.35×12 g=4.2 g

方法二：碳原子守恒法

    据题意可知，碳的物质的量=混合气（CO和CO₂）的物质的量=1.4倍O₂的物质的量

即：n(C)=1.4×=0.35 mol

m(C)=0.35 mol×12 g·mol^-1=4.2 g