Question

11．在一固定容积的A容器中盛有40%的H₂和60%的O₂（体积分数）的混合气体，试求：
（1）其中H₂与O₂的分子数之比是2：3，质量比是1：24
（2）混合气体在标准状况下的密度是0.893g/L
（3）在某温度（高于100℃）时，引燃A容器中的气体，回复到原来温度，则A容器内混合气体的平均式量是25；引燃前后，A容器内压强如何变化减小（填“增大”“减小”或“不变”，下同）；A容器内混合气体的密度如何变化不变．

Answer 1

分析 （1）相同条件下，气体分子数目之比等于其体积之比；物质的量之比等于体积之比，根据m=nM计算二者质量之比；
（2）计算平均相对分子质量，标况下密度=$\frac{M}{{V}_{m}}$；
（3）设 n（H₂）=2 mol n（O₂）=3 mol，发生反应：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O（g），混计算反应后合气体总物质的量，结合M=$\frac{m}{n}$计算反应后式量；相同条件下，气体压强之比等于物质的量之比；混合气体总质量不变，体积不变，则密度不变．

解答 解：（1）相同条件下，气体分子数目之比等于体积之比，H₂与O₂的分子数之比=40%：60%=2：3，则H₂与O₂的质量之比=2×2：3×32=1：24，
故答案为：2：3；1：24；
（2）混合气体的平均摩尔质量=2g/mol×40%+32g/mol×60%=20g/mol，故标况下，混合气体的密度=$\frac{20g/mol}{22.4L/mol}$=0.893g/L，
故答案为：0.893g/L；
（3）设 n（H₂）=2 mol n（O₂）=3 mol，则反应前n_总=5 mol，
发生反应：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O（g），由方程式可知氧气剩余，则反应后 n′（O₂）=3mol-1 mol=2mol，n（H₂O）（g）=2 mol，n′_总=4mol，
反应前后混合气体总质量不变，故容器内混合气体的平均式量是$\frac{2×2+32×3}{4}$=25；
相同条件下，气体压强之比等于物质的量之比，故反应后压强减小；
混合气体总质量不变，体积不变，则容器内混合气体的密度不变，
故答案为：25；减小；不变．

点评 本题考查混合物有关计算，难度不大，侧重对基础知识的巩固．