將甲烷和氧氣按一定物質(zhì)的量之比混合點燃后,測得生成物總質(zhì)量為18.4g,將全部生成物通過足量濃硫酸后,質(zhì)量減少了9g.
(1)通過計算可得出原混合氣體中甲烷的物質(zhì)的量為______mol.
(2)通過對(1)計算結(jié)果的進一步分析,可推知原混合氣體反應后的生成物應為______和水組成的混合物(填化學式).
(3)求原混合氣體中甲烷和氧氣的物質(zhì)的量之比(寫出詳細的計算過程).
解:(1)將全部生成物通過足量濃硫酸后,質(zhì)量減少了9g,則應為水的質(zhì)量,
則水的物質(zhì)的量為
=0.5mol,
由CH
4~2H
2O可知,n(CH
4)=
×n(H
2O)=0.5mol×
=0.25mol,
故答案為:0.25;
(2)甲烷燃燒生成CO
2,當氧氣不足時,也可能生成CO,或者二者的混合物,
生成物總質(zhì)量為18.4g,水的質(zhì)量為9g,則碳的氧化物的質(zhì)量為18.4g-9g=9.4g,
全部生成CO
2時,質(zhì)量為0.25mol×44g/mol=11g,
全部生成CO時,質(zhì)量為0.25mol×28g/mol=7g,
因11>9.4>7,
所以應是CO
2和CO的混合物,
故答案為:CO
2、CO
(3)n(H
2O)=
=0.5mol,
由CH
4~2H
2O得知,n(CH
4)=
×n(H
2O)=0.25mol,
根據(jù)O元素質(zhì)量守恒可知:
n(O
2)=
=0.45mol,
n(CH
4):n(O
2)=0.25mol:0.45mol=5:9,
答:原混合氣體中甲烷和氧氣的物質(zhì)的量之比5:9.
分析:將全部生成物通過足量濃硫酸后,質(zhì)量減少了9g,則應為水的質(zhì)量,根據(jù)CH
4~2H
2O~CO
2,可知甲烷的物質(zhì)的量,
生成物總質(zhì)量為18.4g,根據(jù)質(zhì)量守恒判斷混合氣體的生成物組成以及甲烷和氧氣的物質(zhì)的量之比.
點評:本題考查物質(zhì)的量的相關(guān)計算,題目難度中等,注意生成物氣體的成分的判斷方法,從質(zhì)量守恒的角度分析.