Question

有一溫度變化時容積不發生改變的密閉容器，其中充滿甲烷與氧氣的混合氣體．電火花點火，它們恰好能完全反應．
問：
（1）若反應后容器內的溫度為120℃，此時容器中氣體的密度

 

原混合氣體的密度（填寫“大于”、“等于”或“小于”，下同），其原因是

 

．
（2）若反應后容器內溫度降至室溫，此時容器中氣體的密度

 

原混合氣體的密度．

Answer 1

分析：由題意可知，甲烷和氧氣反應生成二氧化碳和水；分別考慮溫度為120℃、室溫時生成氣體的質量，根據氣體的密度=

氣體的質量

容器的容積

進行分析判斷即可．

解答：解：因為甲烷和氧氣反應生成二氧化碳和水，反應的化學方程式為CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O；
（1）溫度為120℃，此時水為氣態，反應前后的氣體的體積、質量均不變，所以密度不變．從微觀上考慮，反應前后分子個數不變，故密度不變．
（2）降至室溫，H₂O是以液態形式存在，氣體的總質量減少，所以此時容器中氣體的密度小于原混合氣體的密度．
故答案為：（1）等于，反應前后氣體的質量、體積均不變或反應前后分子個數不變；（2）小于．

點評：本題有一定難度，確定不同溫度時生成物的狀態即根據質量守恒定律確定生成氣體的質量是否發生改變是解答本題的關鍵．