Question

将一定量的H₂、CO和CO₂的混合气体通入盛有足量Na₂O₂粉末的密闭容器中，用电火花引燃直至反应完全（Na₂O₂体积忽略不计）。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为

A．18         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，答案选C。

考点：考查极限法在钠元素的化合物的混合物计算中的应用。