Question

19．在120℃，101kPa條件下，由H₂、CH₄、CO組成的混合氣體a mL，通入一定量（設(shè)為x mL）氧氣使其完全燃燒．
（1）若a mL混合氣體完全燃燒消耗相同條件下氧氣的體積也為a mL（即x=a），則原混合氣體中CH₄的體積分?jǐn)?shù)是33.3%．
（2）若完全燃燒后生成CO₂和H₂O（g）的總體積在相同條件下為2a mL，則原混合氣體中CH₄的體積分?jǐn)?shù)是50%，現(xiàn)要測定原混合氣體中H₂的體積分?jǐn)?shù)，還必須知道相同條件下其它數(shù)據(jù)可以是BC（填選項(xiàng)字母）．
A．前面提供的數(shù)據(jù)已經(jīng)足夠　　　　B．生成CO₂氣體的總體積
C．生成H₂O（g）的總質(zhì)量        D．2a mL混合氣體的密度
（3）若原混合氣體完全燃燒時，生成的氣體中只有CO₂和H₂O（g），求x的取值范圍0.5a＜x＜2a．

Answer 1

分析 （1）燃燒發(fā)生反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O（g）、2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），相同體積的氫氣、CO消耗氧氣體積相等，假設(shè)甲烷為y mL，則氫氣、CO總體積為（a-y）mL，根據(jù)方程式表示出消耗氧氣的體積，進(jìn)而列方程計(jì)算解答；
（2）設(shè)H₂、CH₄、CO的體積分別為zmL、bmL、cmL，根據(jù)原子守恒表示出CO₂、H₂O（g）的體積，再結(jié)合總體積列方程解答；結(jié)合表達(dá)式判斷需要知道的數(shù)據(jù)；
（3）由方程式可知，全部為氫氣（或CO）消耗氧氣最小，全部為甲烷消耗氧氣最多，據(jù)此討論計(jì)算解答．

解答 解：（1）假設(shè)甲烷為y mL，則氫氣、CO總體積為（a-y）mL，則：
CH₄+2 O₂=CO₂+2H₂O（g）
y mL 2y mL
由2 H₂+O₂=2H₂O（g）、2CO+O₂=2CO₂，可知（a-y）mL氫氣、CO混合氣體消耗氧氣為 0.5（a-y）mL
由題意可知，2ymL+0.5（a-y）mL=amL，
解得y=$\frac{1}{3}$a，
即甲烷的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{1}{3}amL}{amL}$×100%=33.3%，
故答案為：33.3%；
（2）設(shè)H₂、CH₄、CO的體積分別為zmL、bmL、cmL，
則：z+b+c=a
根據(jù)原子守恒，則：b+c+z+2b=2a，
聯(lián)立方程，解得b=0.5a
即甲烷的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.5amL}{amL}$×100%=50%，
要測定原混合氣體中H₂的體積分?jǐn)?shù)，可以知道：生成CO₂氣體的總體積，生成H₂O（g）的總質(zhì)量，
故答案為：50%；BC；
（3）全部為氫氣（或CO）消耗氧氣最小，由2 H₂+O₂=2H₂O（g），可知消耗氧氣為0.5amL，全部為甲烷消耗氧氣最多，由CH₄+2 O₂=CO₂+2H₂O（g），可知消耗氧氣為2amL，故0.5a＜x＜2a，
故答案為：0.5a＜x＜2a．

點(diǎn)評 本題考查混合物計(jì)算、化學(xué)方程式有關(guān)計(jì)算，難度中等，（1）根據(jù)方程式判斷耗氧量，轉(zhuǎn)化為2組分混合物計(jì)算，（3）中注意利用極值法進(jìn)行解答．