Question

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

0.25

mol．
（2）通過對（1）計算結(jié)果的進(jìn)一步分析，可推知原混合氣體反應(yīng)后的生成物應(yīng)為

CO₂、CO

和水組成的混合物（填化學(xué)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(xì)的計算過程）．

Answer 1

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(yīng)為水的質(zhì)量，根據(jù)CH₄～2H₂O～CO₂，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．

解答：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(yīng)為水的質(zhì)量，
則水的物質(zhì)的量為

9g

18g/mol

=0.5mol，
由CH₄～2H₂O可知，n（CH₄）=

1

2

×n（H₂O）=0.5mol×

1

2

=0.25mol，
故答案為：0.25；
（2）甲烷燃燒生成CO₂，當(dāng)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CO₂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(yīng)是CO₂和CO的混合物，
故答案為：CO₂、CO 
（3）n（H₂O）=

9g

18g/mol

=0.5mol，
由CH₄～2H₂O得知，n（CH₄）=

1

2

×n（H₂O）=0.25mol，
根據(jù)O元素質(zhì)量守恒可知：
n（O₂）=

18.4g-0.25mol×16g/mol

32g/mol

=0.45mol，
n（CH₄）：n（O₂）=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．

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．