Question

【題目】在120℃、101kPa條件下，由H2、CH4組成的混合氣體amL，通入一定量(設(shè)為xmL)氧氣使其完全燃燒。

（1）若amL混合氣體完全燃燒消耗相同條件下氧氣的體積也為amL(即x=a)，則原混合氣體中CH4的體積分數(shù)是_____（保留三位有效數(shù)字）；

（2）若原混合氣體完全燃燒時，生成的氣體中只有CO2和H2O(g)，則x的取值范圍是______。

Answer 1

【答案】33.3% 0.5a＜x＜2a

【解析】

(1)燃燒發(fā)生反應(yīng)：2H2+O2=2H2O(g)、CH4+2O2=CO2+2H2O(g)，假設(shè)甲烷為y mL，則氫氣為(a-y)mL，根據(jù)方程式表示出各自消耗氧氣的體積，進而列方程計算解答；

(2)由方程式可知，全部為氫氣消耗氧氣最小，全部為甲烷消耗氧氣最多，據(jù)此討論計算解答。

(1)假設(shè)甲烷為ymL，則氫氣為(ay)mL，則：

由題意可知，2ymL+0.5(ay)mL=amL，解得y=a，即甲烷的體積分數(shù)為

(2)全部為氫氣消耗氧氣最小，由2H2+O2=2H2O(g)，可知消耗氧氣為0.5amL，全部為甲烷消耗氧氣最多，由CH4+2O2=CO2+2H2O(g)，可知消耗氧氣為2amL，故0.5a＜x＜2a。