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

【解析】(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。