Question

將甲烷和氧氣按一定物質的量之比混合點燃后，測得生成物總質量為18.4g，將全部生成物通過足量濃硫酸后，質量減少了9g．
（1）通過計算可得出原混合氣體中甲烷的物質的量為______mol．
（2）通過對（1）計算結果的進一步分析，可推知原混合氣體反應后的生成物應為______和水組成的混合物（填化學式）．
（3）求原混合氣體中甲烷和氧氣的物質的量之比（寫出詳細的計算過程）．

Answer 1

解：（1）將全部生成物通過足量濃硫酸后，質量減少了9g，則應為水的質量，
則水的物質的量為=0.5mol，
由CH₄～2H₂O可知，n（CH₄）=×n（H₂O）=0.5mol×=0.25mol，
故答案為：0.25；
（2）甲烷燃燒生成CO₂，當氧氣不足時，也可能生成CO，或者二者的混合物，
生成物總質量為18.4g，水的質量為9g，則碳的氧化物的質量為18.4g-9g=9.4g，
全部生成CO₂時，質量為0.25mol×44g/mol=11g，
全部生成CO時，質量為0.25mol×28g/mol=7g，
因11＞9.4＞7，
所以應是CO₂和CO的混合物，
故答案為：CO₂、CO
（3）n（H₂O）==0.5mol，
由CH₄～2H₂O得知，n（CH₄）=×n（H₂O）=0.25mol，
根據O元素質量守恒可知：
n（O₂）==0.45mol，
n（CH₄）：n（O₂）=0.25mol：0.45mol=5：9，
答：原混合氣體中甲烷和氧氣的物質的量之比5：9．
分析：將全部生成物通過足量濃硫酸后，質量減少了9g，則應為水的質量，根據CH₄～2H₂O～CO₂，可知甲烷的物質的量，
生成物總質量為18.4g，根據質量守恒判斷混合氣體的生成物組成以及甲烷和氧氣的物質的量之比．
點評：本題考查物質的量的相關計算，題目難度中等，注意生成物氣體的成分的判斷方法，從質量守恒的角度分析．