Question

18．一定条件下，某容积为1L的密闭容器中发生如下反应：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）
（1）维持温度不变，向该容器中充入2mol C（s）和2mol H₂O（g），达到平衡后混合气体的平均分子量为M，则M的范围为15＜M＜18
（2）在（1）中若起始时充入的是2.5molCO（g） 和4mol H₂（g），达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为12．

Answer 1

分析 （1）利用极端假设法解答，反应前平均相对分子质量即为水蒸气的相对分子质量，假设C和水完全转化为CO和氢气，计算平均相对分子质量，据此解答；
（2）2.5mol CO（g）和4mol H₂ （g）的平均相对分子质量为12，假设生成xmolC，则气体质量减少2.5mol×28g/mol+4mol×2g/mol-12xg=78g-12xg，气体物质的量减少，2.5mol+4mol-xmol，据此计算平均相对分子质量．

解答 解：（1）反应前平均相对分子质量即为水蒸气的相对分子质量为18，假设C和水完全转化为CO和氢气，则生成2molCO和 2mol氢气，M=$\frac{混合气体质量总和}{混合气体的物质的量总和}$=$\frac{2mol×28g/mol+2mol×2g/mol}{4mol}$=15g/mol，所以平均相对分子质量为15，故答案为：15＜M＜18；
（2）$\frac{混合气体质量总和}{混合气体的物质的量总和}$=$\frac{78-12x}{6.5-x}$=$\frac{12×（6.5-x）}{（6.5-x）}$=12，故答案为：12．

点评 本题考查了混合气体平均相对分子质量的求算，题目难度较大．