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2.mg甲烷燃烧后得到CO、CO2和H2O(g)组成的混合气体,其质量为14.4克.将其通过足量碱石灰后,气体质量变为2.8克.则混合气体中H2O的质量是多少(  )
A.3.6gB.1.8gC.7.2gD.4.8g

分析 碱石灰吸收二氧化碳与水,剩余2.8g为CO的质量,可以计算二氧化碳与水的总质量,由甲烷分子式可知C、H原子数目之比为1:4,根据原子守恒可知2n(CO)+2n(CO2)=n(H2O),联立计算.

解答 解:碱石灰吸收二氧化碳与水,剩余2.8g为CO的质量,则二氧化碳与水的总质量=14.4g-2.8g=11.6g,
由甲烷分子式可知C、H原子数目之比为1:4,根据原子守恒可知2n(CO)+2n(CO2)=n(H2O),
CO的物质的量为$\frac{2.8g}{28g/mol}$=0.1mol,
设二氧化碳为xmol、水蒸气为ymol,则:
$\left\{\begin{array}{l}{44x+18y=11.6}\\{0.1×2+2x=y}\end{array}\right.$
解得x=0.1,y=0.4,
故水蒸气的质量为0.4mol×18g/mol=7.2g
故选:C.

点评 本题考查混合物有关计算,关键是根据甲烷分子式确定水蒸气物质的量与一氧化碳、二氧化碳总的物质的量关系.

练习册系列答案
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5.氨基甲酸铵(NH2COONH4) 是一种易分解、易水解的白色固体,某研究小组用如图1所示的实验装置,模拟工业原理用氢氧化钠晶体、浓氨水、干冰等作原料制备氨基甲酸铵.主要反应原理为:2NH3(g)+CO2(g)?H2NCOONH4(s)△H<0

(1)仪器1盛装的试剂是浓氨水.仪器3的名称是U型管,其中NaOH固体的作用是干燥氨气.
(2)装置6(虚线方框内部分)的一个作用是控制原料气按反应计量系数充分反应,若反应初期观察到装置内稀硫酸溶液中产生气泡,应该加快 (填“加快”、“减慢”或“不改变)产生氨气的流速.
(3)另有一种传统制备氨基甲酸铵的反应器(CCl4充当惰性反应介质) 如下:
①写出氨基甲酸铵受热分解成尿素CO(NH22的方程式NH2COONH4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO(NH22+H2O.
②当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,即停止反应,过滤分离得到粗产品,为了将所得粗产品干燥可采取的方法是(D)
A.蒸馏    B.常压加热烘于 C.高压加热烘于 D.真空微热烘于
(4)实验中如图2发现用玻璃烧瓶做反应器,内壁容易形成致密坚硬、粘附能力强的产物结晶体.研究小组采用聚氯乙烯薄膜材料的反应器,优点是(AB)
A.可避免产物粘附时内壁影响散热B.可以揉搓方便收集产品C.性质稳定
(5)氨基甲酸铵变质后会转化为碳酸氢铵.取1.173g变质后的样品,加入足量澄清石灰水,使样品中碳元素全部转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥得到沉淀1.500g.该样品中氨基甲酸铵物质的质量分数为79.8%.
6.研究CO、CO2的开发和应用对建设文明社会具有重要的意义.
(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H2=-28.5kJ•mol-1
则C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H=+172.5kJ•mol-1
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到.
第一步:2CH3OH(g)?HCOOCH3(g)+2H2(g)
第二步:HCOOCH3(g)?CH3OH(g)+CO(g)
该两步反应常温下均不能自发进行,其原因是两反应都△S>0,常温下不能自发,故△H>0.
在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有升高反应温度或减小压强(写两条措施).
(3)节能减排是要控制温室气体CO2的排放.
①氨水可用于吸收低浓度的CO2.请写出氨水吸收足量CO2的化学方程式为:2NH3.H2O+CO2=(NH42CO3+H2O.
②利用太阳能和缺铁氧化物[Fe(1-y)O]可将富集到的廉价CO2热解为碳和氧气,实现CO2再资源化,转化过程如图1所示,若生成1mol缺铁氧化物[Fe(1-y)O]同时生成$\frac{1-4y}{6}$mol氧气.

③固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2:H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如图2.
在c极上反应分两步进行:首先水电解产生氢气,然后氢气与CO2反应产生CO.写出电极c上发生的电极反应式:CO2+2e-═CO+O2-;H2O+2e-=H2+O2-.若电解得到的1:1的合成气(CO+H2)则通入的CO2和H2O物质的量比值为1:1.

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