Question

7．將一定量的甲烷和氧氣的混合氣體置于裝有過氧化鈉的密閉容器中，用電火花點燃，充分反應后，在1.01×10⁵Pa，120℃時，測得容器中的壓強幾乎為零，將反應后的剩余固體投入水中也未見有氣泡出現(xiàn)．則下列判斷中不正確的是（　　）

• A． 反應后剩余氣體的成分是碳酸鈉和氫氧化鈉
• B． 原來混合氣體中甲烷和氧氣的體積比2：1
• C． 原來混合氣體中甲烷與氧氣的體積比為1：2
• D． 原來的密閉容器中，甲烷、氧氣、過氧化鈉的物質(zhì)的量之比為2：1：6

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(jù)題意可知反應結(jié)束后，容器內(nèi)的壓強為零（150℃），說明容器中無氣體，且將殘留物溶于水中無氣體放出，說明過氧化鈉也完全反應，故容器內(nèi)剩余固體為Na₂CO₃和NaOH，根據(jù)甲烷的組成利用C、H原子守恒可知可知生成的Na₂CO₃和NaOH物質(zhì)的量之比為1：4，再根據(jù)反應的總化學方程式判斷原混合物中甲烷、氧氣的物質(zhì)的量之比．

解答 解：A、反應后壓強為0pa，說明反應后容器中無剩余氣體，且將殘留物溶于水中無氣體放出，說明過氧化鈉也完全反應，故容器內(nèi)剩余固體為Na₂CO₃和NaOH，故A正確；
B、根據(jù)甲烷的分子組成，利用C、H原子守恒可知生成的Na₂CO₃、NaOH物質(zhì)的量之比為1：4，則反應的總化學方程式可寫為：2CH₄+O₂+6Na₂O₂=2Na₂CO₃+8NaOH，
根據(jù)方程式2CH₄+O₂+6Na₂O₂=2Na₂CO₃+8NaOH可知：原混合氣體中O₂、CH₄的物質(zhì)的量之比為1：2，故B正確；
C、根據(jù)甲烷的分子組成，利用C、H原子守恒可知生成的Na₂CO₃、NaOH物質(zhì)的量之比為1：4，則反應的總化學方程式可寫為：2CH₄+O₂+6Na₂O₂=2Na₂CO₃+8NaOH，
根據(jù)方程式2CH₄+O₂+6Na₂O₂=2Na₂CO₃+8NaOH可知：原混合氣體中O₂、CH₄的物質(zhì)的量之比為1：2，故C錯誤；
D、根據(jù)甲烷的分子組成，利用C、H原子守恒可知生成的Na₂CO₃、NaOH物質(zhì)的量之比為1：4，則反應的總化學方程式可寫為：2CH₄+O₂+6Na₂O₂=2Na₂CO₃+8NaOH，
可知：原混合氣體中甲烷、氧氣、過氧化鈉的物質(zhì)的量之比為2：1：6，故D正確．
故選C．

點評 本題考查混合物的計算，難度中等，關鍵是判斷剩余固體為Na₂CO₃和NaOH，利用質(zhì)量守恒、甲烷的分子組成確定Na₂CO₃和NaOH物質(zhì)的量之比，再利用總方程式解答可以省去中間反應復雜計算的過程．