Question

6．甲烷與氫氣的燃料混合氣在燃燒爐內完全燃燒后，爐氣成分如表：

	N2	CO2	O2	H2O
物質的量分數	0.7110	0.0810	0.0225	0.1710

若空氣中N₂與O₂的物質的量分數分別為0.79和0.21，計算：
（1）燃料混合氣中甲烷與氫氣的物質的量之比
（2）燃料混合氣與空氣的物質的量之比．

Answer 1

分析 （1）根據甲烷中的碳元素轉化為二氧化碳，而生成物中的氫元素來自甲烷和氫氣進行分析計算甲烷和氫氣的物質的量之比．
（2）根據生成的二氧化碳和剩余的氮氣的物質的量分數計算燃料混合氣體與空氣的物質的量之比．

解答 解：假設燃燒爐內的物質的量共計1mol
（1）甲烷中的碳元素的物質的量=二氧化碳中碳元素的物質的量=0.0810mol．
則甲烷中燃燒生成的水的物質的量=2×0.0810mol=0.1620mol
則氫氣生成的水的物質的量=0.1710mol-0.1620mol=0.0090mol
則氫氣的物質的量=0.0090mol
混合燃料中甲烷與氫氣的物質的量之比為0.0810mol：0.0090mol=9：1
（2）設混合燃料的物質的量為x，則空氣的物質的量為1mol-x
由于氮氣不參加反應，則其物質的量不變
可得
（1mol-x）×0.79=0.7110mol
x=0.1mol
所以混合燃料和空氣的物質的量之比為0.1mol：0.9mol=1：9
答：（1）燃料混合氣中甲烷與氫氣的物質的量之比為9：1；
（2）燃料混合氣與空氣的物質的量之比為1：9．

點評 根據特定元素或者物質的物質的量關系進行分析計算，注意本題都是物質的量計算，而非質量的計算．