问题 计算题

将一定量的碳与8 g O2置于一密闭容器中,使之在高温下反应,当恢复至原温度时,容器内压强比原来增大0.4倍,则参加反应的碳的质量是多少?

答案

4.2 g

同温同容时,气体的压强与气体的物质的量成正比。若只发生反应:

C+O2   CO2

0.25 mol       0.25 mol

容器内压强不变,即增大0倍。

若只发生反应:

2C+O2   2CO

0.25 mol        0.5 mol

容器内压强增大1倍。

因为0<0.4<1,所以以上两个反应同时发生。

方法一:平行计算法

设转化为CO的碳的物质的量为x,转化为CO2的碳的物质的量为y,则:

2C+O22CO

2   1      2

x   0.5x    x

C+O2CO2

1    1      1

y    y      y

解得:

所以m(C)="(x+y)×12" g·mol-1="0.35×12" g="4.2" g

方法二:碳原子守恒法

据题意可知,碳的物质的量=混合气(CO和CO2)的物质的量=1.4倍O2的物质的量

即:n(C)=1.4×="0.35" mol

m(C)="0.35" mol×12 g·mol-1="4.2" g

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