Question

將含有O₂和CH₄的混合氣體置于盛有23.4g Na₂O₂的密閉容器中，電火花點燃，反應結束后，容器內的壓強為零（150℃），將殘留物溶于水中，無氣體產生．下列敘述正確的是（　　）

A．原混合氣體中O₂和CH₄的體積比為2：1

B．殘留物只有Na₂CO₃

C．原混合氣體中O₂與CH₄的體積比為1：1

D．殘留物只有Na₂CO₃和NaOH

Answer 1

分析：將含有O₂和CH₄的混合氣體置于盛有23.4g Na₂O₂的密閉容器中，電火花點燃反應為，CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O；
2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂；2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂；根據題意可知反應結束后，容器內的壓強為零（150℃），說明無氣體剩余，則甲烷、氧氣、過氧化鈉全部反應，將殘留物溶于水中，無氣體產生說明無過氧化鈉剩余，則23.4g Na₂O₂全部反應，物質的量為0.3mol；根據上述三個反應得到：2CH₄+O₂+6Na₂O₂=2Na₂CO₃+8NaOH；

解答：解：A、根據上述分析得到的反應可知，O₂和CH₄按照1：2恰好與0，3mol過氧化鈉反應，無氣體剩余，原混合氣體中O₂和
CH₄的體積比為2：1時，剩余甲烷，故A錯誤；
B、甲烷燃燒生成的氣體有二氧化碳和水蒸氣，所以和過氧化鈉反應時殘留物有Na₂CO₃和NaOH，故B錯誤；
C、根據上述分析得到的反應可知，O₂和CH₄按照1：2恰好與0.3mol過氧化鈉反應，原混合氣體中O₂與CH₄的體積比為1：1，剩余氧氣，故C錯誤；
D、由題意結合分析得到的反應關系可知，殘留物只有Na₂CO₃和NaOH，故D正確；
故選D．

點評：本題考查了甲烷的性質、過氧化鈉的性質、氣體吸收后的產物判斷和計算．