将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4克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度),将残留物容于水中,无气体产生,问原混合气体中O2与CH4的物资的量之比为多少?

Question

将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4克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度),将残留物容于水中,无气体产生,问原混合气体中O2与CH4的物资的量之比为多少?

Answer 1

压强为零,说明容器中无气体,残留物溶于水中,无气体产生,说明Na2O2完全转化为Na2CO3与NaOH,容器内可能发生的化学反应为:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O (1)
2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2 (2)
2H2O + 2Na2O2 = 4NaOH + O2 (3)
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O (4)
(1)*2+(2)+(3)*2,可消去放应生成的气体,得
O2 + 2CH4 + 6Na2O2 = 2Na2CO3 + 8NaOH
因此,原混合气体中O2与CH4的物质的量之比为1:2