Question

將一定量的碳與8 g O₂置于一密閉容器中，使之在高溫下反應，當恢復至原溫度時，容器內壓強比原來增大0.4倍，則參加反應的碳的質量是多少？

Answer 1

4.2 g

同溫同容時，氣體的壓強與氣體的物質的量成正比。若只發生反應：
C+O₂   CO₂
0.25 mol       0.25 mol
容器內壓強不變，即增大0倍。
若只發生反應：
2C+O₂   2CO
0.25 mol        0.5 mol
容器內壓強增大1倍。
因為0＜0.4＜1，所以以上兩個反應同時發生。
方法一：平行計算法
設轉化為CO的碳的物質的量為x，轉化為CO₂的碳的物質的量為y，則：
2C+O₂2CO
2   1      2
x   0.5x    x
C+O₂CO₂
1    1      1
y    y      y

解得：
所以m(C)="(x+y)×12" g·mol^-1="0.35×12" g="4.2" g
方法二：碳原子守恒法
據題意可知，碳的物質的量=混合氣（CO和CO₂）的物質的量=1.4倍O₂的物質的量
即：n(C)=1.4×="0.35" mol
m(C)="0.35" mol×12 g·mol^-1="4.2" g