Question

12．在25℃時，101kPa條件下，將15L O₂通入10LCO和H₂的混合氣中，使其完全燃燒，干燥后，恢復至原來的溫度和壓強．
（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）若剩余氣體的體積是a L，則原CO和H₂的混合氣中V（CO）=（a-10）L，V（CO）：V（H₂）=（a-10）：（20-a）．
（3）若剩余氣體的體積是a L，則a的取值范圍是10＜a＜20．

Answer 1

分析 （1）由2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂、2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，可知10L混合氣體反應消耗7.5L氧氣，故氧氣有剩余，設CO氣體的xL，則甲烷為（10-x）L，利用方程式根據差量法表示出體積變化量，再根據剩余的氣體的體積列方程計算混合物中各氣體的體積；
（2）根據（1）中的關系式計算CO、甲烷的體積；
（3）由（1）中的關系式計算a的表達式，結合0＜x＜10計算．

解答 解：（1）由2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂、2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，可知10L混合氣體反應消耗7.5L氧氣，故氧氣有剩余，
設V（CO）為xL，V（H₂）為（10-x）L，則：
2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂，△V
2       1             2       1
x                              0.5x
    2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，△V
     2      1                       3
（10-x）                        1.5（10-x）
則0.5x+1.5（10-x）=15+10-15，解得x=5，
即V（CO）=5L，則V（H₂）=（10-x）L=10L-5L=5L，
故答案為：5；5；
（2）由（1）可得：0.5x+1.5（10-x）=15+10-a，
解得x=（a-10）L，V（H₂）=（10-x）L=（20-a）L，
即 V（CO）：V（H₂）=（a-10）：（20-a）
故答案為：（a-10）；（a-10）：（20-a）；
（3）由（1）可得：0.5x+1.5（10-x）=15+10-a，
解得：a=10+x，
因0＜x＜10，則10＜a＜20，
故答案為：10＜a＜20．

點評 本題混合物的有關計算，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意差量法的利用，明確反應前后體積的變化及該條件下水的狀態是關鍵，學生容易忽略水在常溫下為液體而導致分析錯誤．