Question

在25℃,101 KPa条件下,将15 L O₂通入10 L CO和H₂的混合气体中,使其完全燃烧,干燥后,恢复至原来的温度和压强.

（1）若剩余气体的体积是15L,则原混合气体中CO的体积为_____ L，H₂的体积为_______ L

（2）若剩余气体的体积为aL,则原CO和H₂的混合气体的体积比是_____

（3）若剩余气体的体积为bL,则b的取值范围是__________

Answer

5 5 (a-10):(20-a) 10~20

【解析】

O2和CO、H2反应的方程式分别为O2+2CO=2CO2、O2+2H2=2H2O,根据方程式知,前一个方程式气体体积减少为原来的2/3,后一个方程式中生成物没有气体;

(1)若剩余气体的体积是15L,则气体体积减少10 L,设CO、H2的体积分别是xL、yL,
则存在x+y=10，0.5x+1.5y=10,则解得x=5, y=5，因此CO的体积为5 L，H2的体积为5L；

(2)若剩余气体的体积为aL,则气体体积减少(15+10-a)L,设CO、H2的体积分别是xL、yL, 则存在x+y=10，0.5x+1.5y=25-a, 计算得出x=a-10,y=20-a, 所以CO和H2的混合气体的体积比是(a-10):(20-a)；

(3)若剩余气体的体积为bL,采用极限法计算b的范围,如果气体完全是CO时,剩余气体体积最大,如果气体完全是氢气,剩余气体体积最小, 如果完全是CO,则气体减少的体积为5L,剩余气体体积为20L； 如果完全是氢气,则气体减少的体积为15L,剩余气体体积为10L；则b的取值范围为10~20。