题目
[选做]在常温下的一密闭容器中事先放入1.56g Na2O2,然后再通入 C2H6 与 O2 的混合气体,用电火花引爆,直至反应完全为止,恢复到原温度,容器内压强近似为零.求:
(1)通入的气体 O2 和 C2H6 的体积比(相同条件下)为多少?
(2)通入 O2 的质量不能超过多少克?
(1)通入的气体 O2 和 C2H6 的体积比(相同条件下)为多少?
(2)通入 O2 的质量不能超过多少克?
提问时间:2020-08-10
答案
(1)根据题中“容器内压强近似为零”,反应后容器内的物质有三种可能:①Na2CO3、H2O(液);②Na2CO3、NaOH;③Na2CO3、NaOH、H2O(液),
若为情况①,Na2O2为1.56g,即
=0.02mol,则反应后Na2CO3有0.02mol,可知原混合气体中C2H6应有0.01mol,则生成的H2O(液)为0.03mol,依据O原子守恒可知O2为(0.02mol×3+0.03mol-0.02mol×2)÷2=0.025mol,故原混合气体中和O2和C2H6的体积比为0.025mol:0.01mol=2.5:1;
若为情况②,设C2H6为xmol、O2为ymol,根据原子守恒可知反应生成的Na2CO3是2xmol,NaOH是6xmol,依Na+守恒得10x=0.04,解得x=0.004mol,依据O原子守恒可知O2为(0.004mol×2×3+0.004mol×6-0.02mol×2)÷2=0.004mol,故原混合气体中和O2和C2H6的体积比为0.004mol:0.004mol=1:1;
若情况③,从上述物质组成可以看出,这种情况是介于第①种情况和第②种情况之间的一种特殊情况,
综上所述,通入的混合气体中O2和C2H6的体积比(相同条件下)范围为1:1≤V(O2):V(C2H6)≤2.5:1,
答:通入的气体 O2 和 C2H6 的体积比为1:1≤V(O2):V(C2H6)≤2.5:1;
(2)为情况①时,通入的氧气的质量最大,氧气最大质量为0.025mol×32g/mol=0.8g,为情况②时通入的氧气的质量最小,氧气的最小质量为0.004mol×32g/mol=0.128g,故0.128g≤m(O2)≤0.8g,即通入氧气的质量不能超过0.8g,
答:通入氧气的质量不能超过0.8g.
若为情况①,Na2O2为1.56g,即
1.56g |
78g/mol |
若为情况②,设C2H6为xmol、O2为ymol,根据原子守恒可知反应生成的Na2CO3是2xmol,NaOH是6xmol,依Na+守恒得10x=0.04,解得x=0.004mol,依据O原子守恒可知O2为(0.004mol×2×3+0.004mol×6-0.02mol×2)÷2=0.004mol,故原混合气体中和O2和C2H6的体积比为0.004mol:0.004mol=1:1;
若情况③,从上述物质组成可以看出,这种情况是介于第①种情况和第②种情况之间的一种特殊情况,
综上所述,通入的混合气体中O2和C2H6的体积比(相同条件下)范围为1:1≤V(O2):V(C2H6)≤2.5:1,
答:通入的气体 O2 和 C2H6 的体积比为1:1≤V(O2):V(C2H6)≤2.5:1;
(2)为情况①时,通入的氧气的质量最大,氧气最大质量为0.025mol×32g/mol=0.8g,为情况②时通入的氧气的质量最小,氧气的最小质量为0.004mol×32g/mol=0.128g,故0.128g≤m(O2)≤0.8g,即通入氧气的质量不能超过0.8g,
答:通入氧气的质量不能超过0.8g.
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