Question

10．在25℃、100kPa條件下，將15L O₂通入10L CO和H₂的混合氣中，使其完全燃燒，干燥后，恢復至原的溫度和壓強．
（1）若剩余氣體的體積是15L，則原CO和H2的混合氣中：V（CO）=5L；V（H₂）=5L．
（2）若剩余氣體的體積為a L，求原混合氣體中CO和H₂的體積比．
（3）若剩余氣體的體積為b L，計算b的取值范圍．

Answer 1

分析 （1）先設出氣體的體積，利用方程式及剩余的氣體的體積及體積之差來計算混合物中氣體的體積；
（2）根據(jù)氣體的剩余氣體的體積及反應前后氣體的體積差來計算；
（3）對于混合氣體采用極限法來分析剩余氣體的體積．

解答 解：（1）設V（CO）為xL，則V（H₂）為（10-x）L
  由2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂，△V
     2   1       2     1
     x                $\frac{x}{2}$
   2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，△V
   2    1             3
（10-x）            $\frac{3}{2}$（10-x）   
則：$\frac{x}{2}$+$\frac{3}{2}$（10-x）=15+10-15，
解得：x=5，即V（CO）=5L，則V（H₂）=（10-x）L=5L，
故答案為：5；5；
（2）由（1）可得：$\frac{x}{2}$+$\frac{3}{2}$（10-x）=15+10-a，
解得：x=（a-10）L，V（H₂）為（10-x）L=（20-a）L，
即 V（CO）：V（H₂）=（a-10）：（20-a）
答：原混合氣體中CO和H₂的體積比為（a-10）：（20-a）；
（3）由（2）可知：$\frac{x}{2}$+$\frac{3}{2}$（10-x）=15+10-b，則：b=10+x，因0＜x＜10，則10＜b＜20，
 答：b的取值范圍為10＜b＜20．

點評 本題考查學生差量法和極限法來計算，題目難度中等，明確反應前后體積的變化及該條件下水的狀態(tài)是解答的關鍵，學生容易忽略水在常溫下為液體而導致分析錯誤，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．