Question

将含有O₂和CH₄的混合气体置于盛有23.4g 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

将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4g Na2O2的密闭容器中，电火花点燃反应为，CH4+2O2=CO2+2H2O；
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2；2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2；根据题意可知反应结束后，容器内的压强为零（150℃），说明无气体剩余，则甲烷、氧气、过氧化钠全部反应，将残留物溶于水中，无气体产生说明无过氧化钠剩余，则23.4g Na2O2全部反应，物质的量为0.3mol；根据上述三个反应得到：2CH4+O2+6Na2O2=2Na2CO3+8NaOH；
【解析】
A、根据上述分析得到的反应可知，O2和CH4按照1：2恰好与0，3mol过氧化钠反应，无气体剩余，原混合气体中O2和
CH4的体积比为2：1时，剩余甲烷，故A错误；
B、甲烷燃烧生成的气体有二氧化碳和水蒸气，所以和过氧化钠反应时残留物有Na2CO3和NaOH，故B错误；
C、根据上述分析得到的反应可知，O2和CH4按照1：2恰好与0.3mol过氧化钠反应，原混合气体中O2与CH4的体积比为1：1，剩余氧气，故C错误；
D、由题意结合分析得到的反应关系可知，残留物只有Na2CO3和NaOH，故D正确；
故选D．