Question

【题目】(1)在同温、同压下，实验测得CO、N2和O2三种气体的混合气体的密度是H2的14.5倍，其中O2的质量分数为______。若其中CO和N2的物质的量之比为1∶1，则混合气体中氧元素的质量分数为______。

(2)相同条件下，某Cl2与O2混合气体100 mL恰好与150 mL H2化合生成HCl和H2O(已知：H2+Cl22HCl)，则混合气体中Cl2与O2的体积比为________，混合气体的平均相对分子质量为________。

Answer 1

【答案】(每空2分) (1)27.6% 48.3% (2)1∶1 51.5

【解析】(1)三种气体混合气体的平均相对分子质量为14.5×2=29，因CO与N2的相对分子质量相同，求算平均相对分子质量时可一并考虑，设混合气体的总物质的量为1 mol，其中O2的物质的量为x mol，则CO和N2的物质的量之和为(1x) mol，因此有：32x+28(1x)=29×1，解得x=0.25。O2的质量分数为×100%=27.6%。若CO和N2的物质的量之比为1∶1，设混合气体为1 mol，则混合气体中氧元素的物质的量为：0.25 mol×2+(0.75 mol÷2)×1=0.875 mol，氧元素的质量分数为×100%=48.3%。

(2)设Cl2的体积为x mL，则O2的体积为(100x)mL。根据反应H2+Cl22HCl、2H2+O22H2O知，反应中消耗的H2为：x mL+2(100﹣x)mL=150 mL，解得x=50 mL。因此n(Cl2)∶n(O2)=1∶1。体积百分含量各占50%。混合气体的相对分子质量为：71×50%+32×50%=51.5。