Question

16．在25℃、101kPa條件下，將15L O₂通入10L CO和H₂的混合氣中，使其完全燃燒，干燥后，恢復(fù)至原來的溫度和壓強(qiáng)．
（1）若剩余氣體的體積是15L，則原CO和H₂的混合氣體中，V（CO）=5L，V（H₂）=5L．
（2）若剩余氣體的體積為aL，則原CO和H₂的混合氣體中，V（CO）：V（H₂）=$\frac{a-10}{20-a}$．
（3）若剩余氣體的體積為aL，則a的取值范圍是10L～20L．

Answer 1

分析 O₂和CO、H₂反應(yīng)的方程式分別為O₂+2CO$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂、O₂+2H₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，根據(jù)方程式知，前一個(gè)方程式氣體體積減少為原來的$\frac{2}{3}$，后一個(gè)方程式中生成物沒有氣體；
（1）若剩余氣體的體積是15L，則氣體體積減少10L，設(shè)CO、H₂的體積分別是xL、yL，
則存在$\left\{\begin{array}{l}{x+y=10}\\{0.5x+1.5y=10}\end{array}\right.$，根據(jù)方程式組計(jì)算兩種氣體體積；
（2）若剩余氣體的體積為aL，則氣體體積減少=（15+10-a）L，
根據(jù)CO和氫氣體積之和及氣體體積減少量列方程式組計(jì)算；
（3）若剩余氣體的體積為aL，采用極限法計(jì)算a的范圍，如果氣體完全是CO時(shí)，剩余氣體體積最大，如果氣體完全是氫氣，剩余氣體體積最小．

解答 解：O₂和CO、H₂反應(yīng)的方程式分別為O₂+2CO$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂、O₂+2H₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，根據(jù)方程式知，前一個(gè)方程式氣體體積減少為原來的$\frac{2}{3}$，后一個(gè)方程式中生成物沒有氣體；
（1）若剩余氣體的體積是15L，則氣體體積減少10L，設(shè)CO、H₂的體積分別是xL、yL，
則存在$\left\{\begin{array}{l}{x+y=10}\\{0.5x+1.5y=10}\end{array}\right.$，則$\left\{\begin{array}{l}{x=5}\\{y=5}\end{array}\right.$，
故答案為：5；5；
（2）若剩余氣體的體積為aL，則氣體體積減少=（15+10-a）L，設(shè)CO、H₂的體積分別是xL、yL，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=10}\\{0.5x+1.5y=25-a}\end{array}\right.$，
解得$\left\{\begin{array}{l}{x=a-10}\\{y=20-a}\end{array}\right.$，
V（CO）：V（H₂）=$\frac{a-10}{20-a}$，
故答案為：$\frac{a-10}{20-a}$；
（3）若剩余氣體的體積為aL，采用極限法計(jì)算a的范圍，如果氣體完全是CO時(shí)，剩余氣體體積最大，如果氣體完全是氫氣，剩余氣體體積最小，
如果完全是CO，則氣體減少的體積為5L，剩余氣體體積為20L，
如果完全是氫氣，則氣體減少的體積為15L，剩余氣體體積為10L，
則a的取值范圍為10L～20L，
故答案為：10L～20L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，明確各個(gè)物理量之間的關(guān)系式是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，（3）題采用極值法分析解答，題目難度不大．