Question

甲烷與氧氣按一定比例混合后點(diǎn)燃，生成物總質(zhì)量18.4 g，通過濃H₂SO₄后，質(zhì)量減少9.0 g，則原混合氣體中甲烷和氧氣的體積比是______________，燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________。

Answer 1

5︰95CH₄+ 9O₂3CO₂+ 2CO+10H₂O

解析:

根據(jù)產(chǎn)物可知，能被濃H₂SO₄吸收的只能是H₂O，則m（H₂O）= 9.0 g，其他產(chǎn)物為18.4 g－9.0 g＝9.4 g。若9.4 g全部為CO₂，則甲烷完全燃燒產(chǎn)物只有CO₂和H₂O，且n（CO₂）︰n（H₂O）＝1︰2；從產(chǎn)物質(zhì)量來看：

甲烷燃燒不完全，產(chǎn)物有CO、CO₂和水。

n（H₂O）＝9.0 g/18 g·mol^-1＝0.50 mol

根據(jù)H原子守恒得：n（CH₄）＝ 0.25 mol

設(shè)CO的物質(zhì)的量為x，則CO₂的物質(zhì)的量為（0.25 mol-x），由題意：

28 g·mol^-1x+44 g·mol^-1×（0.25 mol -x）=9.4 g

解得：x=0.10 mol，則n（CO₂）＝0.15 mol

燃燒產(chǎn)物中O原子來源于O₂，則n（O）= 0.10 mol+0.15 mol×2+0.50 mol=0.90 mol，n(O₂)=0.45 mol

因此原混合氣體中V（CH₄）︰V（O₂）=n（CH₄）︰n（O₂）=0.25 mol︰0.45 mol=5︰9。

故總反應(yīng)化學(xué)方程式為：5CH₄+ 9O₂3CO₂+ 2CO+10H₂O