Question

将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4 g Na2O2的密闭容器中,电火花点燃,反应结束后，

容器内的压强为零（150℃），将残留物溶于水中，无气体产生。下列叙述正确的是
A．原混合气体中O2和CH4的体积比为2∶1
B．残留物只有Na2CO3
C．原混合气体中O2与CH4的体积比为1∶1
D．残留物只有Na2CO3和NaOH

Answer 1

选D
反应后容器内压强为0（150℃），说明容器内没有气体包括水蒸气、说明CH4和O2燃烧的产物恰好转化为碳酸钠和氢氧化钠，又由于生成CO2先与过氧化钠反应，只有CO2反应后，水蒸气才能与过氧化钠反应，所以固体残留物只有Na2CO3和NaOH。而Na2O2变为Na2CO3需要结合一个C和一个O，而Na2O2变为NaOH需要结合2个H，由此可得出原混合气体中O2和CH4的体积比为1∶2，反应的化学方程式为：
2CH4+O2+6Na2O2=2Na2CO3+8NaOH
所以A、B、C不正确；
也可根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，所以B不正确。

另一种思路：
实际上H2、CO与过氧化钠反应的条件是
1、有O2，2、点燃。
2H2 + O2 =点燃= 2H2O
2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑
把两个方程相加得：H2+Na2O2=2NaOH
同理CO+Na2O2=Na2CO3
所以我们只要把CH4和O2的反应想象成生成CO和H2，而生成的CO和H2就能转化为Na2CO3和NaOH，容器内就没有气体剩余，气体压强也就为0。由此可知：原混合气体中O2和CH4的体积比为1∶2，其它问题就非常容易。