Question

有一平均相对分子质量为30.4的CO、C₂H₄和O₂的混合气体，经点燃完全反应后，测得反应后混合气体中不再有CO和C₂H₄．试通过计算填空：
（1）原混合气体中氧气所占的体积分数为

 

．
（2）原混合气体中一氧化碳的体积分数（用x表示）的取值范围为（用百分比表示）

 

．
（3）原混合气体中乙烯的体积分数（用y表示）的取值范围为（用百分比表示）

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：（1）一氧化碳和乙烯的相对分子质量相等，可以把二者看作整体，设出物质的量，根据平均相对分子质量列式计算出氧气的体积分数；
（2）设总体积为100L，设CO为xL，然后利用氧气足量结合反应方程式列式求算原混合气体中一氧化碳的体积分数（用x表示）的取值范围；
（3）同理利用（2）的方法求算出原混合气体中乙烯的体积分数（用y表示）的取值范围．

解答： 解：（1）CO和C₂H₄相对分子质量相等，可设混合气体中含有xmolO₂，CO和C₂H₄为ymol，
则：

32x+28y

x+y

=30.4，
解得：x：y=3：2，
所以混合气体中氧气的体积分数为：

3

3+2

×100%=60%，
故答案为：60%；
（2）设原混合气体体积为100L，则氧气为60L，CO和乙烯共40L，设CO为xL，则C₂H₄为（40-x）L，
2CO+O₂

点燃  .

2CO₂
2    1
x L 

x

2

L
   C₂H₄ +3O₂

点燃

2CO₂+2H₂O
    1      3
（40-x）L  3（40-x）L
由题意可得，氧气占有的体积分数为：

x

2

+3（40-x）≤60，
解得：x≥24，
所以CO所占体积分数取值范围为：24%≤x＜40%，
故答案为：24%≤x＜40%；
（3）同样可设原混合气体体积为100L，则氧气为60L，CO和乙烯共40L，设C₂H₄为yL，则CO为（40-y）L，
   2CO+O₂

点燃  .

2CO₂
    2    1
（40-y）

40-y

2

L 
   C₂H₄ +3O₂

点燃

2CO₂+2H₂O
    1      3
   yL     3yL
由题意可得，氧气占有的体积分数为：

40-y

2

+3y≤60，
解得：y≤16，
所以C₂H₄所占体积分数取值范围为：0＜y≤16%，
故答案为：0＜y≤16%．

点评：本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，注意掌握讨论法、平均分子质量法在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．