Question

今有CH₄、HCHO、O₂三种成分的混合气体，同温同压下与乙烷气体的密度相同。问：

(1)混合气体中CH₄和O₂的物质的量之比为多少？

(2)若某条件下水为气态，气体的摩尔体积为50L/mol，在该条件下点燃混合气体，混合气恰好完全燃烧，共生成CO₂ 13.2g，求原混合气体中氧气的物质的量和生成的混合气体在该条件下的密度。

Answer 1

解析 (1)CH₄、HCHO、O₂三种气体的分子量分别为16、30、32，而混合气的平均分子量即为C₂H₆的分子量30.正巧与HCHO的分子量相同．故CH₄和O₂组成气体的平均分子量必须为30，用十字交叉法求出其物质的量比．

　　　即 nCH₄ : nO₂ ＝ 1 : 7　

(2) nCO₂＝＝0.3(mol)

设原有CH₄ xmol，则nHCHO＝(0.3－x)mol，nO₂＝7x mol.

CH₄完全燃烧时： CH₄ ～ 2O₂

　　　　　　　　 x　　 2x　　

HCHO完全燃烧时：HCHO ～　O₂

　　　　　　　 0.3－x　 0.3－x　

2x＋0.3－x＝7x

x＝0.05(mol)

nO₂＝7x＝0.35 mol.

又 CH₄、HCHO燃烧前后△ng＝0（H₂O为气态），反应前后平均分子量不变．

又 ∵ ＝30， 而＝50·r

∴ r＝＝＝0.6(g/L)

答：(1)混合气中nCH₄ : nO₂ ＝ 1 : 7，（2分）

(2)原混合气中含O₂ 0.35 mol， r＝0.6(g/L)（4分）