Question

一定量的CH₄恰好與一定量的O₂完全反應得到CO₂、CO和H₂O，產物的總質量為49.6g，將其通過足量的濃H₂SO₄后，洗氣瓶增重25.2g，若此甲烷完全燃燒則還需O₂的體積（標況下）為（　　）

A．8.96 L

B．6.72 L

C．4.48 L

D．2.24 L

Answer 1

分析：CH₄燃燒產物為CO、CO₂、H₂O（g），產物通過濃H₂SO₄時，濃H₂SO₄的作用是吸收水分，濃H₂SO₄增重25.2g為水的質量，根據H原子守恒可計算CH₄的物質的量，根據C原子守恒可計算CO和CO₂的物質的量，根據二者質量可計算CO的物質的量，進而計算還需要O₂體積．

解答：解：當其緩緩通過足量濃H₂SO₄時氣體質量減少25.2g，則水的質量為25.2g，
n（H₂O）=

25.2g

18g/mol

=1.4moL，
根據H原子守恒，可知：n（CH₄）=

1

2

n（H₂O）=0.7mol，
根據C原子守恒，則：n（CO）+n（CO₂）=0.7mol，
又：m（CO）+m（CO₂）=49.6g-25.2g=24.4g，
則：n（CO）×28g/mol+（0.7mol-n（CO））×44g/mol=24.4g，
解之得：n（CO）=0.4mol，
根據：2CO+O₂

點燃  .

CO₂，
此甲烷完全燃燒還需要O₂體積為：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
故選C．

點評：本題以物質間的反應為載體考查了物質的量的有關計算，先根據水的量計算甲烷的物質的量，再結合原子守恒計算一氧化碳的物質的量，根據一氧化碳和氧氣的關系式計算需要氧氣的體積，難度不大．