Question

在標準狀況下，將CO、CO₂的混合氣體（密度為1.43g/L）充入盛有足量Na₂O₂的密閉容器里，容器的容積（不計裝入固體的體積）為2.24L．然后用電火花間斷引燃氣體混合物，直到反應完全，求：
（1）反應前CO和CO₂體積比是多少？
（2）反應完全后，容器中存在的生成物是什么，物質的量各為多少？

Answer 1

解：（1）混合氣體的平均摩爾質量為：M=1.43g/L×22.4L/mol=32g/mol，設混合氣體中CO為xmol，CO₂為ymol，
則有：M==32，
解得x：y=3：1，
根據阿伏加德羅定律可知，氣體的體積之比等于物質的量之比，所以
V（CO）：V（CO₂）=3：1，
答：反應前CO和CO₂體積比是3：1；
（2）n（CO）+n（CO₂）==0.1mol，
由（1）知n（CO）：n（CO₂）=3：1，
所以n（CO）=0.075mol，n（CO₂）=0.025mol，
由2CO+O₂=2CO₂，以及2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，二者相加可得CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，由方程式關系可知：
CO+Na₂O₂=Na₂CO₃
0.075mol 0.075mol
2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂
0.025mol 0.025mol 0.0125mol
所以n（Na₂CO₃）=0.075mol+0.025mol，n（O₂）=0.0125mol，
答：反應后容器中存在的生成物為O₂和Na₂CO₃，物質的量各為n（Na₂CO₃）=0.1mol、n（O₂）=0.0125mol．
分析：（1）混合氣體的平均摩爾質量為：M=1.43g/L×22.4L/mol=32g/mol，設混合氣體中CO為xmol，CO₂為ymol，根據M==32計算二者的物質的量之比，進而計算體積比；
（2）由2CO+O₂=2CO₂，以及2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，二者相加可得CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，反應后容器中存在的生成物為O₂和Na₂CO₃，根據反應的化學方程式計算．
點評：本題考查混合物的計算，題目難度中等，本題注意利用CO+Na₂O₂=Na₂CO₃，為解答該題的關鍵．