Question

阿佛加德羅定律指出：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子．由此可知，在相同溫度和壓強(qiáng)下，任何氣體的體積之比等于它們的分子個數(shù)之比．請應(yīng)用上述結(jié)論解答下述問題．
（1）若1L某化合物氣體完全燃燒時消耗3L氧氣，生成2L二氧化碳和3L水蒸氣（上述氣體體積均在同溫同壓條件下測得），則該化合物的化學(xué)式為

C₂H₅OH

．
（2）在同溫同壓條件下，向一密閉容器中充入a L H₂與b L Cl₂，點燃充分反應(yīng)后，再恢復(fù)到原狀況，容器中氣體體積為

a+b

L．
（3）在25℃、101kPa條件下，將10L O₂通入10L CO與CO₂的混合氣中使其充分燃燒后，恢復(fù)到原來的溫度和壓強(qiáng)．
①若剩余的氣體體積為15.5L，則原CO與CO₂的混合氣中含有CO的體積為

9

L．
②若剩余的氣體體積為aL，則原CO與CO₂的混合氣中兩種氣體的體積比V_（CO）～V (CO2)=

20-a

a-15

．
③若剩余的氣體體積為aL，則a的取值范圍是

15＜a＜20

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)氣體的體積之比求出原子的個數(shù)之比，推斷出化學(xué)式；
（2）根據(jù)H₂與Cl₂反應(yīng)的粒子數(shù)目關(guān)系分析．
（3）①先設(shè)出氣體的體積，利用方程式及剩余的氣體的體積及體積之差來計算混合物中氣體的體積；
②根據(jù)氣體的剩余氣體的體積及反應(yīng)前后氣體的體積差來計算；
③對于混合氣體采用極限法來分析剩余氣體的體積．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，生成物中的碳原子和氫原子應(yīng)來自化合物，由于在相同溫度和壓強(qiáng)下，任何氣體的體積之比等于它們的分子個數(shù)之比，由題意可知，氧氣、二氧化碳、水蒸氣的體積之比為：3：2：3時，碳、氫的原子比為2：6，構(gòu)成氧氣的氧分子與生成物中氧原子個數(shù)比為：6：（2×2+3）=6：7，所以，化合物含有氧原子，化合物中碳、氫、氧的原子比為2：6：1．則該化合物的化學(xué)式為C₂H₅OH；
（2）由于H₂+Cl₂

點燃  .

2HCl，分子個數(shù)比為1：1：2．所以，在同溫同壓條件下，向一密閉容器中充入a L H₂與b L Cl₂，點燃充分反應(yīng)后，再恢復(fù)到原狀況，容器中氣體體積為a+bL．
（3）①設(shè)一氧化碳的體積V（CO）為xL，反應(yīng)后氣體減少的體積為10L+10L-15.5L=4.5L
2CO+O₂

點燃  .

2CO₂，減少V
 2   1        2   1
 x               4.5L 

2

1

=

x

4.5L

    解得：x=9L 
②設(shè)一氧化碳的體積V（CO）為yL，則二氧化碳的體積為：10L-yL，反應(yīng)后氣體減少的體積為10L+10L-aL=（20-a）L
2CO+O₂

點燃  .

2CO₂，減少V
 2   1        2   1
y              （20-a）L

2

1

=

y

(20-a)L

  解得：y=2（20-a）L
則二氧化碳的體積為：10L-2（20-a）L=（2a-30）L
則原CO與CO₂的混合氣中兩種氣體的體積比為：

2(20-a)L

=(2a-30)L

=

20-a

a-15

③由上述計算可知，CO與CO₂的混合氣中兩種氣體的體積比為

20-a

a-15

，氣體的體積之比不能為負(fù)數(shù)．則a的取值為15＜a＜20．
故答為：（1）C₂H₅OH；  （2）a+b；（3）①9； ②

20-a

a-15

；③15＜a＜20．

點評：根據(jù)一氧化碳燃燒反應(yīng)分子的變化，分析體積的變化，找出差量，利用差量法計算比較簡便．