Question

将一定量的H₂、CO和CO₂的混合气体通入盛有足量Na₂O₂粉末（Na₂O₂体积忽略不计）的密闭容器中，用电火花引燃直至反应完全。恢复到原温度，容器内的压强为原来的1/4，则原混合气体的平均相对分子质量可能是

A．20           B．23           C．30            D．36

Answer

C

【解析】

试题分析：将一定量的H2、CO和CO2的混合气体通入盛有足量Na2O2粉末，发生反应：2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+ O2，产生的O2在电火花作用下与原混合气体中的H2、CO发生燃烧反应：2H2+O22H2O；2CO+O22CO2；燃烧产物再与Na2O2反应：2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+ O2，2Na2O2+2H2O =4NaOH+ O2↑，叠加得到总方程式Na2O2+CO2 =Na2CO3，Na2O2+ H2O =2NaOH。固体增加的质量即是原混合气体中H2、CO的质量。可见最后剩余的气体只能是O2。对于气体来说，当容器的容积不变时，气体的物质的量的比就是容器内气体的压强之比。由于恢复到原温度，容器内的压强为原来的1/4，则n(气体)(前)=4 n(气体)(后).假设反应产生O2的物质的量是1mol，则原混合气体是4mol，根据方程式2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+ O2气体关系可知n(CO2)=2mol，n(CO)+n(H2)=2mol。若气体是H2与CO2的混合物，则气体的平均相对分子质量是（44+2）÷2=23；若气体是CO与CO2的混合物，则气体的平均相对分子质量是（44+28）÷2=36。由于是三者的混合物，所以气体的平均相对分子质量在23与36之间，符合要求的只有30，故选项是C。

考点：考查极端法在钠元素的化合物的混合物的计算中的应用的知识。