在25℃,101kPa条件下,将15LO2通入10LCO和H2的混合气中,使其完全燃烧并干燥后,恢复至原来的温度和压强。
(1)若剩余气体的体积是15L,则原CO和H2的混合气中V(CO)=______L,V(H2)=_____L;
(2)若剩余气体的体积是αL,则原CO和H2的混合气中V(CO):V(H2)=_____;
(3)若剩余气体的体积是αL,则α的取值范围是_____。
(1)5;5(2)( α-10)/(20-α)(3) 10<α<20 解析:此题涉及两个燃烧反应,化学方程式为:2CO+O2══2CO2; 2H2+O2══2H2O(1)。 仔细审视两个方程式的化学计量数(系数)可知: ①无论是CO或H2,它们燃烧所需要的O2的物质的量都只是自己的一半。 ②燃烧前的CO和燃烧后的CO2的物质的量相等,因此其体积是不变的。但是燃烧前的H2的体积在燃烧后变为液态H2O。 据此,由题设数据可知: (1)10 LCO和H2的混合气,充分燃烧只需要5LO2,题设给15LO2将多余10L。剩余气体15L,则必定还有CO2,它来源于CO。 则V(CO2)=V(CO)=(15-10)L=5L 原料气CO和H2共10L, 则V(H2)=(10-5)L=5L。 (2)剩余气体为αL。其中有Oα10L,所以CO2应是(α一10)L,CO2来自于CO, 因为V(CO)=V(CO2)=(α一10)L V(H2)=10L一(α一10)L=(20一α)L V(CO):V(H2)=(α-10):(20-α) (3)剩余气体为αL,其中必含O210 L。 因此α>10, 又因为氧气实际消耗为(15—10)L,两种气体合计共为10 L,如果全部为H2,则剩余气体只有O2,应该是10L。 如果全部为CO,则剩余气体还有10L的CO2,全部剩余气体应该是 V(O2)和V(CO2)=10L+10L=20L 即α的取值范围是10≤α≤20。 如果原料气指定是混合气,则10<α<20。