将一定量的乙醇(C2H6O)和氧气置于一个完全密封的容器中引燃,反应生成二氧化碳、水蒸气和一种未知物X.
由表中的数据可知:由于乙醇和氧气反应后质量减少,二氧化碳和水反应后质量增加,根据质量守恒定律可知:在该反应中,乙醇和氧气是反应物,二氧化碳和水是生成物.
由化合物中某元素的质量=化合物的质量×化合物中该元素的质量分数可以计算出:
2.3g乙醇中碳、氢、氧三元素的质量分别是1.2g、0.3g、0.8g;
2.2g二氧化碳中碳、氧两元素的质量分别是0.6g、1.6g;
2.7g水中氢、氧两元素的质量分别为0.3g、2.4g.
因此反应物中共有1.2g碳元素、0.3g氢元素、4.8g氧元素,
生成物二氧化碳和水中共有0.6g碳元素、0.3g氢元素、4g氧元素.
根据质量守恒定律可知:反应物中有0.6g碳元素和0.8g氧元素进入了生成物X中,
说明生成物X由碳、氧两元素组成,X中不含氢元素,其质量为0.6g+0.8g=1.4g,所以m的值为1.4.
由于X在反应前的质量为0,反应后的质量为1.4g,
说明X在反应过程中质量有变化,不符合催化剂的特点,所以X不是该反应的催化剂.
设X的化学式为CxOy,则12x:16y=0.6g:0.8g,解得x:y=1:1,即X的化学式为CO.
有以上分析可知:
A、表中m的值能确定,是1.4,故A正确;
B、由于反应生成了一氧化碳,说明乙醇燃烧不充分,增加氧气的量,有助于乙醇的充分燃烧,从而减少一氧化碳的生成.故B正确
C、X在反应过程中质量有变化,不符合催化剂的特点,故C错误;
D、X由碳、氧两元素组成,X中不含氢元素,故D错误
故选AB.
A:根据质量守恒定律,2.3+4=x+2.2+2.7解得x=1.4
B,C:根据反应方程
C2H5OH + 3 O2 =点燃= 2 CO2 + 3 H2O(未加括号为乙醇为参照,反之为水,实际为两个方程)
46 (96) (88) 54
2.3g (4g)(3.67g) 2.7g
即2.3g乙醇中的氢若完全与氧组合成水,最多应生成2.7g水,题目确实生成了2.7g。则说明氢一定被转换为水,x中则不可能再含有氢。另外,若乙醇中的碳完全与氧反应生成二氧化碳,则至少应有3.67。题目只生成了2.2g,故x中一定含有碳和氧。
D:二氧化碳中,碳与氧的质量比应为3:2,由BC的论证……不难发现,用于生成水的氧的含量大于原来方程的配比,因此,碳:氧>3:2,则绝不可能出现1:1的情况。
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【答案解析】试题分析:由反应前、后的质量关系可知,反应前乙醇为4.6g,反应后为0g,质量减少了4.6g,是反应物;反应前氧气为8g,反应后为0g,质量减少了8g,是反应物;二氧化碳反应前是0g,反应后为4.4g,质量增加了4.4g,是生成物;水反应前是0g,反应后为5.4g,质量增加了5.4g,是生成物;根据质量守恒定律可知,x是生成物,生成了2.8g,AB错误;依据质量守恒定律化学元素的质量不变可知,X中不含氢元素;乙醇与氧气反应的质量比为46:96,若起始时氧气的质量是9.6
,氧气充足,则无X生成,D正确。故选D。
考点:质量守恒定律及其应用
,X应是生成物,且生成的X的质量为4.6g+8.0g﹣5.4g﹣4.4g=2.8g,故表中a的值为为0g+2.8g=2.8g;故选项说法错误.
B、由A选项分析可知,X的质量增加,故一定不是该反应的
,故选项说法错误.
C、根据反应前后元素质量不变,反应物乙醇中含氢元素的质量为0.6g,生成物水中含氢元素的质量为0.6g,氢元素的质量相等,故X中不含氢元素;故选项说法错误.
D、根据乙醇燃烧的方程式可知,4.6克乙醇能与9.6克的氧气恰好完全反应,生成了二氧化碳和水;故选项说法正确
A、因为4.6g+8.0g=12.6g,5.4g+4.4g=9.8g,因此一定有X生成,X质量a=12.6g-9.8g=2.8g,故选项错误;
B、因为4.6g+8.0g=12.6g,5.4g+4.4g=9.8g,因此一定有X生成,X质量=12.6g-9.8g=2.8g,因此一定有X生成,X是生成物,则X一定不是该反应的催化剂,故选项错误;
C、根据反应前后元素质量不变,乙醇中氢元素的质量=4.6g×
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D、根据乙醇燃烧是和氧气反应,可知该反应不属于分解反应;故选项说法错误;
故选:C.
B、由A选项分析可知,X的质量增加,故一定不是该反应的催化剂,故B错误;
C、4.6g乙醇物质的量为0.1mol,则n(H)=0.6mol,5.4水的物质的量为0.3mol,含有氢原子为0.6mol,等于乙醇含有的氢原子数目,故X一定不含H元素,故C错误;
D.4.6g乙醇物质的量为0.1mol,8g氧气的物质的量为0.25mol,5.4水的物质的量为0.3mol,水中含有的H原子等于乙醇中含有的H原子,4.4g二氧化碳为0.1mol,故X中含有C原子为0.2mol-0.1mol=0.1mol、含有氧原子为0.1mol+0.25mol×2-0.2mol-0.3mol=0.1mol,故X为CO,说明氧气不足,4.6g完全燃烧消耗氧气的物质的量为0.1mol×(2+
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故选D.