Question

將一小塊焦炭和xgO₂同時放入裝有壓力表的密閉容器中，壓強為P₀，當在一定條件下充分反應后恢復到原溫度，壓強為P₁，且P₀＜P₁＜2P₀，則加入焦炭的質量m為（　　）

• A、m≤

  3x

  8

  g
• B、m≥

  3x

  4

  g
• C、m＞

  3xP1

  8P0

  g
• D、m=

  3xP1

  8P0

  g

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：根據在相同溫度和相同體積的條件下，密閉容器中氣體分子數與表現出來的壓強成正比例關系，可判斷反應前后氣體的分子數目的改變，據碳在氧氣中充分燃燒與不充分燃燒的規律，此時碳應充分燃燒全部生成一氧化碳或二氧化碳，據碳在氧氣中完全燃燒的化學方程式，由反應中碳與所消耗氧氣的質量關系，判斷密閉容器中mg碳和ng氧氣的關系．

解答： 解：根據題意，密閉容器中氣體分子數與表現出來的壓強成正比例關系，由C+O₂

點燃  .

CO₂與2C+O₂

點燃  .

2CO可知，若反應前后分子數目不變，可判斷碳在氧氣中充分燃燒只生成二氧化碳，若分子數目變大，則只生成一氧化碳或一氧化碳二氧化碳共存，即說明C過量，部分CO₂轉化為CO，那么O₂是完全參與反應的．
假設m₁g碳和xg氧氣恰好完全反應生成二氧化碳，則
  C+O₂

點燃  .

CO₂
 12  32 
 m₁g xg
則m₁=

12x

32

=

3x

8

剩余碳：（m-

3x

8

）g，物質的量是（

m

12

-

x

32

）mol，
由C+CO₂

△   .

2CO可知每1mol C參與反應氣體物質的就會多出1mol，
那么剩余的（

m

12

-

x

32

）mol C與CO₂反應，氣體物質的量就會多出（

m

12

-

x

32

）mol，
此時氣體總物質的量應該是

x

32

+（

m

12

-

x

32

）mol=

m

12

mol，
密閉容器中氣體的物質的量之比等于壓強之比，所以

x

32

：

m

12

=P₀：P₁，解得m=

3xP1

8P0

如果P₀＜P₁＜2P₀，是既生成二氧化碳又生成一氧化碳，則m與x應滿足的關系是m＞

3xP1

8P0

g，
故選C．

點評：本題考查學生碳和氧氣之間的反應知識，注意恒溫恒容條件下，密閉容器中氣體的物質的量之比等于壓強之比，難度中等．