Question

將一定量的碳與8 g O₂置于一密閉容器中，使之在高溫下反應，當恢復至原溫度時，容器內壓強比原來增大0.4倍，則參加反應的碳的質量是多少？

Answer 1

4.2 g

解析:

同溫同容時，氣體的壓強與氣體的物質的量成正比。若只發生反應：

C+O₂    CO₂

0.25 mol       0.25 mol

容器內壓強不變，即增大0倍。

若只發生反應：

2C+O₂    2CO

0.25 mol        0.5 mol

容器內壓強增大1倍。

因為0＜0.4＜1，所以以上兩個反應同時發生。

方法一：平行計算法

設轉化為CO的碳的物質的量為x，轉化為CO₂的碳的物質的量為y，則：

2C+O₂2CO

2   1      2

x   0.5x    x

C+O₂CO₂

1    1      1

y    y      y

解得：

所以m(C)=(x+y)×12 g·mol^-1=0.35×12 g=4.2 g

方法二：碳原子守恒法

    據題意可知，碳的物質的量=混合氣（CO和CO₂）的物質的量=1.4倍O₂的物質的量

即：n(C)=1.4×=0.35 mol

m(C)=0.35 mol×12 g·mol^-1=4.2 g