有一混和气体平均相对分子质量为30,由一氧化碳、乙烯和氧气组成.经点燃充分反应后,测得混合气体中不含有一氧化碳和乙烯.试求:(写出计算推理的详细过程)(1)原混合气体

发布时间:2020-08-10 06:46:30

有一混和气体平均相对分子质量为30,由一氧化碳、乙烯和氧气组成.经点燃充分反应后,测得混合气体中不含有一氧化碳和乙烯.试求:(写出计算推理的详细过程)
(1)原混合气体中氧气所占的体积分数[ω(O2)].
(2)原混合气体中一氧化碳的体积分数[ω(CO)]的取值范围.
(3)原混合气体中乙烯的体积分数[ω(C2H4)]的取值范围.

网友回答

解:(1)一氧化碳、乙烯和氧气的相对分子质量分别为28、28、32,
所以32ω(O2)+28[1-ω(O2)]=30,
解得ω(O2)=0.5,
答:原混合气体中氧气所占的体积分数为0.5;
(2)原混合气体中氧气体积分数ω(O2)=0.5,所以ω(CO)+ω(C2H4)=0.5,
假定混合气体1L,一氧化碳体积分数为ω(CO),乙烯的体积分数ω(C2H4),混合气体中不含有一氧化碳和乙烯,说明一氧化碳与乙烯都完全燃烧,一氧化碳与乙烯消耗的氧气应小于或等于混合气体中氧气的量.
由反应2CO+O2═2CO2,C2H4+3O2═2CO2+2H2O可知;0.5ω(CO)+3ω(C2H4)≤0.5,
联立ω(CO)+ω(C2H4)=0.5,0.5ω(CO)+3ω(C2H4)≤0.5,解得ω(CO)≥0.4;ω(C2H4)≤0.1,
所以0.4≤ω(CO)≤0.5,
答:原混合气体中一氧化碳的体积分数的取值范围为0.4≤ω(CO)≤0.5;
(3)由(2)分析可知,0≤ω(C2H4)≤0.1,
答:原混合气体中乙烯的体积分数的取值范围0≤ω(C2H4)≤0.1.
解析分析:(1)混合气体由一氧化碳、乙烯和氧气组成,一氧化碳、乙烯和氧气的相对分子质量分别为28、28、32.一氧化碳、乙烯的相对分子质量相等,可以等效为1种物质,所以混合气体等效为两组分混合.根据平均相对分子质量计算公式可知,32ω(O2)+28[1-ω(O2)]=30,据此计算ω(O2);
(2)(3)假定混合气体1L,令一氧化碳体积分数为ω(CO),乙烯的体积分数ω(C2H4),混合气体中不含有一氧化碳和乙烯,说明一氧化碳与乙烯都完全燃烧,一氧化碳与乙烯消耗的氧气应小于或等于混合气体中氧气的量,据此列不等式求解.

点评:本题考查混合物的计算,难度较大,(2)(3)中关键清楚反应过程,明确一氧化碳与乙烯消耗的氧气应小于或等于混合气体中氧气的量.
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