Question

1mol C₄H₁₀（g）與不足量的氧氣共貯于一固定容器中，壓強為p，點火燃燒后，回到室溫，得到水若干（其體積可不計）和CO₂和CO兩種氣體，總壓強降為0.557p，試問：
（1）生成的水的質量；
（2）反應前氧氣的物質的量；
（3）反應后氣體中CO₂和CO的物質的量．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）丁烷燃燒無論生成CO還是二氧化碳都同時生成水，根據H原子守恒得n（H₂O）=2n（C₄H₁₀）=2×1mol=2mol，m（H₂O）=nM；
（2）相同溫度下，氣體的物質的量之比等于其壓強之比，反應前后混合氣體物質的量之比=p：0.557p=1000：557，設消耗氧氣的物質的量根據壓強進行計算；
（3）燃燒方程式有兩個：C₄H₁₀+6.5O₂=4CO₂+5H₂O①、C₄H₁₀+4.5O₂=4CO+5H₂O②，設生成CO₂的丁烷為amol，則生成CO的丁烷為（1-a）mol，燃燒后減少的氣體的物質的量是：1+6.18-4=3.28mol，根據氣體減少的物質的量計算生成二氧化碳消耗的丁烷，再根據C原子守恒計算生成二氧化碳、CO的物質的量．

解答： 解：（1）丁烷燃燒無論生成CO還是二氧化碳都同時生成水，根據H原子守恒得n（H₂O）=2n（C₄H₁₀）=2×1mol=2mol，m（H₂O）=nM=2mol×18g/mol=36g，
答：生成水的質量是36g；
（2）相同溫度下，氣體的物質的量之比等于其壓強之比，設反應耗氧的物質的量為y，則p_后：p_前=0.557，根據C原子守恒知生成CO和二氧化碳的物質的量之和為4mol，則0.557p：p=4mol：（1+y）mol，
y=6.18mol，
答：消耗氧氣的物質的量為6.18mol；
（3）燃燒方程式有兩個：C₄H₁₀+6.5O₂=4CO₂+5H₂O①
C₄H₁₀+4.5O₂=4CO+5H₂O②，
設生成CO₂的丁烷為amol，則生成CO的丁烷為（1-a）mol，
燃燒后減少的氣體的物質的量是：1mol+6.18mol-4mol=3.28mol，
它應由兩個方程式提供：
①式由1+6.5--4 減少3.5mol
②式由1+4.5--4 減少 1.5mol
所以得3.5a+1.5（1-a）=3.18      
解得a=0.84mol
生成CO₂的物質的量=4×0.84mol=3.36 mol，CO：4×（1-0.84）mol=0.64 mol，
答：生成二氧化碳的物質的量為3.36mol、CO的物質的量為0.64mol．

點評：本題考查化學方程式的計算，明確反應前后氣體的物質的量與壓強關系是解本題關鍵，注意結合原子守恒解答，能化繁為簡，提高效率，題目難度中等．