Question

(1)在同溫、同壓下，實驗測得CO、N₂和O₂三種氣體的混合氣體的密度是H₂的14.5倍，其中O₂的質量分數為       。若其中CO和N₂的物質的量之比為1：1，則混合氣體中氧元素的質量分數為       。
(2)相同條件下，某Cl₂與O₂混合氣體100 mL恰好與150 mL H₂化合生成HCl和H₂O，則混合氣體中Cl₂與O₂的體積比為       ，混合氣體的平均相對分子質量為       。

Answer 1

(1)27.6%；48.3% (2)1：1；51.5

(1)三種氣體的平均相對分子質量為14.5×2＝29，因CO與N₂的相對分子質量相同，求算平均相對分子質量時可一并考慮，設O₂的物質的量分數為x，則CO和N₂的物質的量分數為(1－x)，因此有：32x＋28(1－x)＝29，解得x＝0.25。O₂的質量分數為×100%≈27.6%。若CO和N₂的物質的量之比為1：1，設混合氣體為1 mol，則混合氣體中氧元素的物質的量為：0.25 mol×2＋(0.75 mol÷2)×1＝0.875 mol，氧元素的質量分數為×100%≈48.3%。(2)設Cl₂的體積為x mL，則O₂的體積為(100－x) mL。根據反應H₂＋Cl₂2HCl、2H₂＋O₂2H₂O知，反應中消耗的H₂為：x mL＋2(100－x) mL＝150 mL，解得x＝50 mL。因此n(Cl₂)：n(O₂)＝1：1。體積百分含量各占50%。混合氣體的平均相對分子質量為：71×50%＋32×50%＝51.5。