Question

将一小块焦炭和xgO₂同时放入装有压力表的密闭容器中，压强为P₀，当在一定条件下充分反应后恢复到原温度，压强为P₁，且P₀＜P₁＜2P₀，则加入焦炭的质量m为（　　）

• A、m≤

  3x

  8

  g
• B、m≥

  3x

  4

  g
• C、m＞

  3xP1

  8P0

  g
• D、m=

  3xP1

  8P0

  g

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：根据在相同温度和相同体积的条件下，密闭容器中气体分子数与表现出来的压强成正比例关系，可判断反应前后气体的分子数目的改变，据碳在氧气中充分燃烧与不充分燃烧的规律，此时碳应充分燃烧全部生成一氧化碳或二氧化碳，据碳在氧气中完全燃烧的化学方程式，由反应中碳与所消耗氧气的质量关系，判断密闭容器中mg碳和ng氧气的关系．

解答： 解：根据题意，密闭容器中气体分子数与表现出来的压强成正比例关系，由C+O₂

点燃  .

CO₂与2C+O₂

点燃  .

2CO可知，若反应前后分子数目不变，可判断碳在氧气中充分燃烧只生成二氧化碳，若分子数目变大，则只生成一氧化碳或一氧化碳二氧化碳共存，即说明C过量，部分CO₂转化为CO，那么O₂是完全参与反应的．
假设m₁g碳和xg氧气恰好完全反应生成二氧化碳，则
  C+O₂

点燃  .

CO₂
 12  32 
 m₁g xg
则m₁=

12x

32

=

3x

8

剩余碳：（m-

3x

8

）g，物质的量是（

m

12

-

x

32

）mol，
由C+CO₂

△   .

2CO可知每1mol C参与反应气体物质的就会多出1mol，
那么剩余的（

m

12

-

x

32

）mol C与CO₂反应，气体物质的量就会多出（

m

12

-

x

32

）mol，
此时气体总物质的量应该是

x

32

+（

m

12

-

x

32

）mol=

m

12

mol，
密闭容器中气体的物质的量之比等于压强之比，所以

x

32

：

m

12

=P₀：P₁，解得m=

3xP1

8P0

如果P₀＜P₁＜2P₀，是既生成二氧化碳又生成一氧化碳，则m与x应满足的关系是m＞

3xP1

8P0

g，
故选C．

点评：本题考查学生碳和氧气之间的反应知识，注意恒温恒容条件下，密闭容器中气体的物质的量之比等于压强之比，难度中等．