Question

10．在25℃、100kPa条件下，将15L O₂通入10L CO和H₂的混合气中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原的温度和压强．
（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）若剩余气体的体积为a L，求原混合气体中CO和H₂的体积比．
（3）若剩余气体的体积为b L，计算b的取值范围．

Answer 1

分析 （1）先设出气体的体积，利用方程式及剩余的气体的体积及体积之差来计算混合物中气体的体积；
（2）根据气体的剩余气体的体积及反应前后气体的体积差来计算；
（3）对于混合气体采用极限法来分析剩余气体的体积．

解答 解：（1）设V（CO）为xL，则V（H₂）为（10-x）L
  由2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂，△V
     2   1       2     1
     x                $\frac{x}{2}$
   2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，△V
   2    1             3
（10-x）            $\frac{3}{2}$（10-x）   
则：$\frac{x}{2}$+$\frac{3}{2}$（10-x）=15+10-15，
解得：x=5，即V（CO）=5L，则V（H₂）=（10-x）L=5L，
故答案为：5；5；
（2）由（1）可得：$\frac{x}{2}$+$\frac{3}{2}$（10-x）=15+10-a，
解得：x=（a-10）L，V（H₂）为（10-x）L=（20-a）L，
即 V（CO）：V（H₂）=（a-10）：（20-a）
答：原混合气体中CO和H₂的体积比为（a-10）：（20-a）；
（3）由（2）可知：$\frac{x}{2}$+$\frac{3}{2}$（10-x）=15+10-b，则：b=10+x，因0＜x＜10，则10＜b＜20，
 答：b的取值范围为10＜b＜20．

点评 本题考查学生差量法和极限法来计算，题目难度中等，明确反应前后体积的变化及该条件下水的状态是解答的关键，学生容易忽略水在常温下为液体而导致分析错误，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．