Question

几道高一化学题

1.同温同压下，aL CH4与H2的混合气体恰好与aL O2 完全反应生成CO2和H2O，则原混合气体中的平均相对分子质量为（ ）
A.5.56 B.6.67 C.11.12 D.9

2.在100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol/L和0.1mol/L.，向该混合液中加入1.92g铜粉，加热充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是（）
A.0.15mol/L B.0.225mol/L C.0.35mol/L D.0.45mol/L

3.某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016L（标准状况）该气体通过盛有黑色CuO粉末的硬质玻璃管，发生反应为CH4+4CuO==加热==CO2+2H2O+4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻了4.8g，将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水，充分吸收，产生沉淀8.5g
（1）原混合气体中甲烷的物质的量是------。
（2）原混合气体中氮气的体积分数为------。

请高手写明解答过程，谢谢

Answer 1

1 选B 分别写出CH4与H2和氧气反应的化学方程式，发现CH4与O2按1：2反应，H2与O2按2:1反应，可以设混合气体中有X mol的CH4与Y mol的H2。由于混合气体与反应的氧气的体积相同，可以列出以下方程式：2X+1/2Y=a X+Y=a (这个你应该看得懂为什么吧）
解方程得x=(1/3)a y=(2/3)a，所以混合气体中1/3是CH4 ，2/3是H2，算下平均相对分子量
16*（1/3）+2*（2/3）=6.67
2 选A 首先考虑1.92g的铜的物质的量为0.03mol，然后看0.4mol/L的硝酸是稀硝酸，与铜按3Cu+8HNO3=3Cu（NO3)2+4H2O+2NO反应，故100ml的溶液会与0.015mol的铜反应，生成cu2+ ，而0.1mol/L 的硫酸是稀硫酸，不会与铜反应，所以溶液中反应后就只有0.015mol的铜，故浓度为0.15mol/L
3 甲烷的物质的量为0.075mol
氮气的体积分数为5.6%
通过观察反应式CH4+4CuO==加热==CO2+2H2O+4Cu可以发现，反应前后玻璃管减少的质量就是CuO中的O原子的质量，而减少的O原子有多少CuO就有多少，故由计算减少的O原子的物质的量n=4.8/16=0.3mol，得知进行了反应的CuO有0.3mol，则进行了反应的CH4就有0.3/4=0.075mol
之后将反应后的气体通入澄清石灰水，产生CaCO3沉淀，M（CaCO3）=100g/mol，故
n（CaCO3）=8.5/100=0.085mol，根据反应式：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O
得知n（CO2）=0.085mol，但是在之前甲烷与CUO的反应中产生了0.075mol的CO2，所以原本就有的CO2只有0.085-0.075=0.01mol。而混合气体总量为2.016L，即0.09mol。所以氮气的物质的量就可以计算：0.09-0.01-0.075=0.005mol，体积分数：0.005/0.09=5.6%

Answer 2

1. B.6.67
解：aL CH4与H2的混合气体恰好与aL O2 完全反应生成CO2和H2O，令a为1，
设CH4的体积分数为x，H2的体积分数为y。
则耗氧量为：2x+0.5y=1;又x+y=1.
故可求解得：x=1/3,y=2/3
相对分子质量为：（1/3） *16+（2/3） *2=6.67.
2.A.0.15mol/L
题目中，H2SO4为稀溶液，故不能与Cu反应，稀HNO3与Cu反应的方程式为：
（HNO3物质的量为0.04mol，Cu物质的量为0.3mol，故以稀HNO3为标准）
8HNO3+3Cu==3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
0.04mol 0.015 0.015
所以溶液中Cu2+的物质的量浓度是 0.015mol/100ml=0.15mol/L.
3.（1）原混合气体中甲烷的物质的量是1.2g。
由方程式CH4+4CuO==加热==CO2+2H2O+4Cu可知，减轻的质量就是氧化铜中氧的质量，所以消耗了0.3mol的CuO，按比例即为消耗了0.075mol的CH4，所以CH4质量为1.2g。
（2）原混合气体中氮气的体积分数为5.56%。
2.016L即为0.09mol，而上题可知CH4为0.075mol，
将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水，充分吸收，产生沉淀8.5g，所以生成CaCO3为0.085mol。所以CO2为0.085mol，而反应产生0.075molCO2，所以原气体中含有0.01molCO2，故N2为0.005mol，所以体积分数为5.56%。

Answer 3

1.B CH4+2O2=CO2+2H2O 2 H2+O2=2H2O
x 2x y y/2
x+y=a 2x+y/2=a
x/y=1/2
2. B 3Cu ＋ 8H（离子）+2NO3（离子)＝3Cu离子＋ 2NO ↑ ＋ 4H2O
3 8 2
0.03 0.06 0.04
可知氢离子不足，铜离子=0.06*3/8 =0.0225mol
3.硬质玻璃管减轻的为氧元素的质量，有方程式可算出CH4=0.075mol 能产生0.075molCO2
由沉淀可知CO2为0.085mol 则原来的CO2为0.01mol 原气体共为0.09mol，N2则为0.005mol
剩下的你自己算吧，打字比写字累多了…………

Answer 4

1)b,2)b,3) 1.2g 5.5%

Answer 5

1B.CH4+2O2=CO2+2H2O 2 H2+O2=2H2O
x 2x y y/2
x+y=a 2x+y/2=a
x/y=1/2
2. B 3Cu ＋ 8H（离子）+2NO3（离子)＝3Cu离子＋ 2NO ↑ ＋ 4H2O
3 8 2
0.03 0.06 0.04
可知氢离子不足，铜离子=0.06*3/8 =0.0225mol
2 选A 首先考虑1.92g的铜的物质的量为0.03mol，然后看0.4mol/L的硝酸是稀硝酸，与铜按3Cu+8HNO3=3Cu（NO3)2+4H2O+2NO反应，故100ml的溶液会与0.015mol的铜反应，生成cu2+ ，而0.1mol/L 的硫酸是稀硫酸，不会与铜反应，所以溶液中反应后就只有0.015mol的铜，故浓度为0.15mol/L
3 甲烷的物质的量为0.075mol
氮气的体积分数为5.6%
通过观察反应式CH4+4CuO==加热==CO2+2H2O+4Cu可以发现，反应前后玻璃管减少的质量就是CuO中的O原子的质量，而减少的O原子有多少CuO就有多少，故由计算减少的O原子的物质的量n=4.8/16=0.3mol，得知进行了反应的CuO有0.3mol，则进行了反应的CH4就有0.3/4=0.075mol
之后将反应后的气体通入澄清石灰水，产生CaCO3沉淀，M（CaCO3）=100g/mol，故
n（CaCO3）=8.5/100=0.085mol，根据反应式：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O
得知n（CO2）=0.085mol，但是在之前甲烷与CUO的反应中产生了0.075mol的CO2，所以原本就有的CO2只有0.085-0.075=0.01mol。而混合气体总量为2.016L，即0.09mol。所以氮气的物质的量就可以计算：0.09-0.01-0.075=0.005mol，体积分数：0.005/0.09=5.6%

Answer 6

1.CH4+2O2=CO2+2H2O 2 H2+O2=2H2O
x 2x y y/2
x+y=2x+y/2，x/y=1/2
相对分子质量为：（1/3） *16+（2/3） *2=6.67 ，故选择B 。
2. 3Cu ＋ 8H（离子）+2NO3（离子)＝3Cu离子＋ 2NO ↑ ＋ 4H2O
3 8 2
0.03 0.06 0.04
可知氢离子不足，铜离子=0.06*3/8 =0.0225mol，因为NO3-在有H+下会与Cu再反应。
故选择B 。
3 .通过观察反应式CH4+4CuO==加热==CO2+2H2O+4Cu可以发现，反应前后玻璃管固体减少的质量就是CuO变成Cu，故CuO减少的O原子的物质的量n=4.8/16=0.3mol，n（CH4）=1/4n（O2）=0.075mol，之后将反应后的气体通入澄清石灰水，产生CaCO3沉淀，根据反应式：
Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O，得知n（CO2）=8.5g/（100g/mol）=0.085mol，而甲烷与CUO的反应中产生了0.075mol的CO2，故原有的CO2只有0.085-0.075=0.01mol。而混合气体总量为2.016L，即0.09mol。所以氮气的物质的量就可以计算：0.09-0.01-0.075=0.005mol，体积分数：0.005/0.09=5.6%。
所以甲烷的物质的量为0.075mol
氮气的体积分数为5.6%