Question

將一小塊焦炭和xgO₂同時(shí)放入裝有壓力表的密閉容器中，壓強(qiáng)為P₀，當(dāng)在一定條件下充分反應(yīng)后恢復(fù)到原溫度，壓強(qiáng)為P₁，且P₀＜P₁＜2P₀，則加入焦炭的質(zhì)量m為（　　）

• A、m≤

  3x

  8

  g
• B、m≥

  3x

  4

  g
• C、m＞

  3xP1

  8P0

  g
• D、m=

  3xP1

  8P0

  g

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：根據(jù)在相同溫度和相同體積的條件下，密閉容器中氣體分子數(shù)與表現(xiàn)出來的壓強(qiáng)成正比例關(guān)系，可判斷反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)目的改變，據(jù)碳在氧氣中充分燃燒與不充分燃燒的規(guī)律，此時(shí)碳應(yīng)充分燃燒全部生成一氧化碳或二氧化碳，據(jù)碳在氧氣中完全燃燒的化學(xué)方程式，由反應(yīng)中碳與所消耗氧氣的質(zhì)量關(guān)系，判斷密閉容器中mg碳和ng氧氣的關(guān)系．

解答： 解：根據(jù)題意，密閉容器中氣體分子數(shù)與表現(xiàn)出來的壓強(qiáng)成正比例關(guān)系，由C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂與2C+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO可知，若反應(yīng)前后分子數(shù)目不變，可判斷碳在氧氣中充分燃燒只生成二氧化碳，若分子數(shù)目變大，則只生成一氧化碳或一氧化碳二氧化碳共存，即說明C過量，部分CO₂轉(zhuǎn)化為CO，那么O₂是完全參與反應(yīng)的．
假設(shè)m₁g碳和xg氧氣恰好完全反應(yīng)生成二氧化碳，則
  C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂
 12  32 
 m₁g xg
則m₁=

12x

32

=

3x

8

剩余碳：（m-

3x

8

）g，物質(zhì)的量是（

m

12

-

x

32

）mol，
由C+CO₂

△   .

2CO可知每1mol C參與反應(yīng)氣體物質(zhì)的就會(huì)多出1mol，
那么剩余的（

m

12

-

x

32

）mol C與CO₂反應(yīng)，氣體物質(zhì)的量就會(huì)多出（

m

12

-

x

32

）mol，
此時(shí)氣體總物質(zhì)的量應(yīng)該是

x

32

+（

m

12

-

x

32

）mol=

m

12

mol，
密閉容器中氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，所以

x

32

：

m

12

=P₀：P₁，解得m=

3xP1

8P0

如果P₀＜P₁＜2P₀，是既生成二氧化碳又生成一氧化碳，則m與x應(yīng)滿足的關(guān)系是m＞

3xP1

8P0

g，
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生碳和氧氣之間的反應(yīng)知識(shí)，注意恒溫恒容條件下，密閉容器中氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，難度中等．