Question

16．已知溫度一定，體積不變的密閉容器中，氣體的壓強(qiáng)與氣體分子數(shù)成正比．將一小塊W克的焦炭和M克氧氣同時(shí)放入一裝有壓強(qiáng)表的容器中，壓強(qiáng)表的讀數(shù)為P₀．在一定條件下使焦炭與氧氣充分反應(yīng)后，恢復(fù)到原來的溫度，壓強(qiáng)表的讀數(shù)為P₁．
（1）如果P₀＜P₁，則焦炭質(zhì)量應(yīng)該滿足關(guān)系式是W＞$\frac{3M}{8}$
（2）如果 P₀=P₁，則W應(yīng)滿足的關(guān)系式是0＜W≤$\frac{3W}{8}$
（3）如果P₁是P₀的n倍，則W=$\frac{3MN}{8}$ 克，n 的取值范圍是1≤n≤2．

Answer 1

分析 根據(jù)在相同溫度和相同體積的條件下，氣體壓強(qiáng)與氣體分子數(shù)目成正比關(guān)系，可判斷反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)目的改變；根據(jù)碳在氧氣中充分燃燒與不充分燃燒的規(guī)律，此時(shí)碳應(yīng)充分燃燒全部生成一氧化碳或二氧化碳，其中氧氣足量或過量；根據(jù)碳在氧氣中完全燃燒的化學(xué)方程式，由反應(yīng)中碳與所消耗氧氣的質(zhì)量關(guān)系，判斷密閉容器中wg碳和ng氧氣的關(guān)系．

解答 解：根據(jù)題意，反應(yīng)前后分子數(shù)目不變，由C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂與2C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO，可判斷碳在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳，分子數(shù)目變大則只生成一氧化碳或一氧化碳二氧化碳共存．
假設(shè)Wg碳和Mg氧氣恰好完全反應(yīng)生成二氧化碳，則
 C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂
12 32
Wg Mg
$\frac{12}{32}$=$\frac{Wg}{Mg}$
W=$\frac{3M}{8}$
假設(shè)Wg碳和Mg氧氣恰好完全反應(yīng)生成一氧化碳，則
   2C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO
   24 32
   Wg Mg
  $\frac{24}{32}$=$\frac{Wg}{Mg}$
   W=$\frac{3M}{4}$
（1）如果p₀＜p₁，則生成的氣體分子數(shù)變多，可以是只生成一氧化碳，也可是即生成二氧化碳由生成一氧化碳，則 $\frac{3M}{8}$＜w；
（2）如果p₀=p₁，此時(shí)只發(fā)生生成二氧化碳的反應(yīng)，若容器中氧氣有剩余，反應(yīng)前后分子數(shù)目也不變，反應(yīng)前后壓強(qiáng)也相同，因此，容器中碳的質(zhì)量滿足：0＜W≤$\frac{3W}{8}$；
（3）如果p₁是p₀的n倍，則W=$\frac{3MN}{8}$，n的取值范圍是：1≤n≤2．
故答案為：（1）$\frac{3M}{8}$；（2）0＜W≤$\frac{3W}{8}$；（3）$\frac{3MN}{8}$；1≤n≤2．

點(diǎn)評 根據(jù)碳在氧氣中完全燃燒與不完全燃燒前后氣體的分子個(gè)數(shù)關(guān)系，判斷該題中所發(fā)生反應(yīng)為完全燃燒生成二氧化碳，是解決問題的關(guān)鍵．