Question

CO、CH₄均為常見的可燃性氣體．
（1）等體積的CO和CH₄在相同條件下分別完全燃燒，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比是

1：4

（2）已知在101kPa時(shí)，CO的燃燒熱為283kJ/mol．相同條件下，若2molCH₄完全燃燒生成液態(tài)水，所放出的熱量為1mol CO完全燃燒放出熱量的6.30倍，CH₄完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（1）；△H=-891.45kJ/mol

．
（3）120℃、101kPa下，a mL由CO、CH₄組成的混合氣體在b mLO₂中完全燃燒后，恢復(fù)到原溫度和壓強(qiáng)．
①若混合氣體與O₂恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生bmL CO₂，則混合氣體中CH₄的體積分?jǐn)?shù)為

0.33

（保留2位小數(shù)）．
②若燃燒后氣體體積縮小了

a

4

mL，則a與b關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式是

b≥

5

4

a

．

Answer 1

分析：（1）相同條件下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)反應(yīng)后碳元素的化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比；
（2）根據(jù)CO的燃燒熱計(jì)算，2molCH₄完全燃燒生成液態(tài)水，所放出的熱量，再根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫原則進(jìn)行書寫；
（3）①根據(jù)CO、CH₄的體積之和、消耗的氧氣列方程計(jì)算二者體積，據(jù)此解答．
②燃燒發(fā)生反應(yīng)：2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），燃燒后體積變化由CO燃燒導(dǎo)致，根據(jù)差量法計(jì)算CO的體積，進(jìn)而計(jì)算甲烷的體積，由于完全燃燒，故0.5V（CO）+2V（CH₄）≤b，據(jù)此解答．

解答：解：（1）相同條件下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，CO、CH₄完全燃燒都生成二氧化碳，碳元素的化合價(jià)變化分別為2、8，故二者完全燃燒轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比=2：8=1：4，
故答案為：1：4；
（2）CO的燃燒熱為283kJ/mol．相同條件下，2molCH₄完全燃燒生成液態(tài)水，所放出的熱量為283kJ×6.3=1782.9kJ，故甲烷完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂ （g）=CO₂（g）+2H₂O（1）；△H=-891.45kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂ （g）=CO₂（g）+2H₂O（1）；△H=-891.45kJ/mol；
（3）①燃燒發(fā)生反應(yīng)：2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），
根據(jù)碳原子守恒可知，V（CO+CH₄）=V（CO₂），故a=b，
則：V（CO）+V（CH₄）=a，0.5V（CO）+2V（CH₄）=a，解得V（CO）=

2a

3

，V（CH₄）=

a

3

，
故混合氣體中CH₄的體積分?jǐn)?shù)為

a 3

a

=0.33，
故答案為：0.33；
②燃燒發(fā)生反應(yīng)：2CO+O₂=2CO₂、CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O（g），燃燒后體積變化由CO燃燒導(dǎo)致，則：
2CO+O₂=2CO₂  體積減少△V
2                1
V（CO）           

a

4

mL
故V（CO）=0.5amL，
故V（CH₄）=0.5amL，
由于完全燃燒，故0.5V（CO）+2V（CH₄）≤b，即0.5a×0.5+2×0.5a≤b，故b≥

5

4

a，
故答案為：b≥

5

4

a．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)計(jì)算、熱化學(xué)方程式書寫、混合物計(jì)算等，難度中等，（3）中注意利用差量法計(jì)算的計(jì)算．