将甲烷和氧气按一定物质的量之比混合点燃后，测得生成物总质量为18.4g，将全部生成物通过足量浓硫酸后，质量减少了9g．通过计算可得出原混合气体中甲烷的物质

题文

将甲烷和氧气按一定物质的量之比混合点燃后，测得生成物总质量为18.4g，将全部生成物通过足量浓硫酸后，质量减少了9g．（1）通过计算可得出原混合气体中甲烷的物质的量为______mol．（2）通过对（1）计算结果的进一步分析，可推知原混合气体反应后的生成物应为______和水组成的混合物（填化学式）．（3）求原混合气体中甲烷和氧气的物质的量之比（写出详细的计算过程）．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）将全部生成物通过足量浓硫酸后，质量减少了9g，则应为水的质量，则水的物质的量为9g18g/mol=0.5mol，由CH4～2H2O可知，n（CH4）=12×n（H2O）=0.5mol×12=0.25mol，故答案为：0.25；（2）甲烷燃烧生成CO2，当氧气不足时，也可能生成CO，或者二者的混合物，生成物总质量为18.4g，水的质量为9g，则碳的氧化物的质量为18.4g-9g=9.4g，全部生成CO2时，质量为0.25mol×44g/mol=11g，全部生成CO时，质量为0.25mol×28g/mol=7g，因11＞9.4＞7，所以应是CO2和CO的混合物，故答案为：CO2、CO （3）n（H2O）=9g18g/mol=0.5mol，由CH4～2H2O得知，n（CH4）=12×n（H2O）=0.25mol，根据O元素质量守恒可知：n（O2）=18.4g-0.25mol×16g/mol32g/mol=0.45mol，n（CH4）：n（O2）=0.25mol：0.45mol=5：9，答：原混合气体中甲烷和氧气的物质的量之比5：9．

解析

9g18g/mol

考点

据考高分专家说，试题“将甲烷和氧气按一定物质的量之比混合点燃后.....”主要考查你对 [物质的量的有关计算 ]考点的理解。

物质的量的有关计算

计算物质的量浓度时应注意的问题:

物质的量浓度是表示溶液组成的一个重要物理量，是高中化学的重要内容之一。应用时要注意以下几方面的问题： 1．注意溶质是什么对有些特殊情况要注意辨别，不能出错。如SO2、CuSO4·5H2O等溶于水后所得溶液中的溶质分别为 H2SO4和CuSO4，进行有关氨水的浓度计算时以NH3 为溶质来计算等。 2．注意溶液的体积主要注意两点：一是不能用水的体积代替溶液的体积；二是当题设未给溶液密度时，可将各溶液(一般为稀溶液)的体积相加(如溶液混合、稀释)，认为其和为溶液的总体积；当给出密度时，则需通过密度求溶液的最终体积。 3．注意单位运算在概念理解及应用中，要注意各物理量的单位．一是各物理量的单位要相互匹配，二是从单位运算人手．能简化解题思路，快速求解。4．注意溶解度的影响第一，物质的量浓度适用于表示不饱和及饱和溶液中溶质与溶剂的关系，不适用于过饱和溶液(溶质未溶解完全)；第二，注意一些典型问题，如Ca(OH)2的溶解度随温度变化情况及气体物质在溶剂中的溶解问题等。 5．注意密度变化规律在溶液混合和溶液稀释等问题中，在注意溶液体积变化的同时，还要考虑溶液密度的变化对溶质物质的量浓度的影响。如强酸、强碱、盐等溶液的密度随浓度增大而增大；氨水、乙醇等溶液的密度随浓度增大而减小。 6．注意实验情景在计算溶液配制或溶液稀释等问题中物质的量浓度时，一要注意不能把水的体积当作溶液的体积；二是配制溶液时，要注意容量瓶规格与所需溶液体积的关系。因容量瓶的规格是固定的，所以选用的容量瓶的规格要等于或略大于所需溶液的体积。 7．注意物质与其组成粒子的关系物质与其组成粒子的物质的量、物质的量浓度之间的关系可以通过电离方程式进行分析。如Na2SO4 溶液中c(Na+)=2c(SO42-)=2c(Na2SO4)。

以物质的量为核心的演绎公式:

1．溶液稀释定律 (1)对于已知质量分数溶液的稀释：稀释前后溶质的质量不变，即：(2)对于已知物质的量浓度溶液的稀释：稀释前后溶质的物质的量不变，即：2．物质的量浓度与溶质质量分数的换算 3．溶解度S与溶质质量分数ω的换算 4．溶解度与饱和溶液物质的量浓度的换算(2)对于已知物质的量浓度溶液的稀释：稀释前后溶质的物质的量不变，即：2．物质的量浓度与溶质质量分数的换算 3．溶解度S与溶质质量分数ω的换算 4．溶解度与饱和溶液物质的量浓度的换算5．标准状况下气体溶于水后所得溶液的物质的量浓度的计算式中V为标准状况下气体的体积(L)，V(H2O)为水的体积(L)，ρ为溶液的密度(g·cm-3)。 6．相对密度(D)的计算及意义两种气体在同温同压下的密度之比即为相对密度，显然，它等于相对分子质量(或摩尔质量)之比，即