Question

14．（1）19.2gSO₂ 在標準狀況下的體積為6.72L，其中含氧原子的物質的量為0.6mol，其中含質子的物質的量為9.6mol．
（2）相同條件下 某Cl₂與O₂混合氣體100ml 恰好與150mlH₂化合成HCL和H₂O，則混合氣體中CL₂與O₂的體積比為1：1，混合氣體的平均相對分子質量為51.5．
（3）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 的體積分數為27.6%，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48.3%．（計算結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析 （1）根據n=$\frac{m}{M}$計算二氧化硫物質的量，再根據V=nV_m計算其體積；氧原子物質的量為二氧化硫的2倍；1molSO₂中含有32mol的質子；
（2）由于氯氣能與氫氣化合生成了氯化氫，氧氣與氫氣化合生成了水，設與氯氣的氣體為X，則氧氣的體積為（100mL-x），根據方程式表示出各自消耗氫氣的體積，結合消耗氫氣總體積列方程計算，相同條件下體積之比等于物質的量之比，根據$\overline{M}$=$\frac{m}{n}$計算平均摩爾質量，進而確定平均相對分子質量；
（3）混合氣體的密度是H₂的14.5倍，則混合氣體平均相對分子質量為29，CO、N₂的相對分子質量都是28，可以看作CO、O₂的混合氣體，令CO、N₂的物質的量為xmol、O₂的物質的量為ymol，根據平均相對分子質量確定x、y關系，據此計算解答．

解答 解：（1）n（SO₂）=19.2g÷64g．mol^-1=0.3mol，
則V（SO₂）=0.3mol×22.4 L．mol^-1=6.72L；
n（O）=2 n（SO₂）=0.6 mol；含質子的物質的量為0.3×32=9.6，故答案為：6.72，0.6，9.6；
（2）2）設氯氣的氣體為x，氧氣的體積為（100mL-x），則：
Cl₂+H₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2HCl       2H₂ +O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O
x   x            2（100mL-x）（100mL-x）
所以，x+2（100mL-x）=150mL  解得：x=50mL，氧氣的體積為100mL-50mL=50mL，所以，混合氣體中Cl₂和O₂的體積之比為50mL：50mL=1：1．假設氯氣和氧氣各1摩爾，則混合氣體的平均摩爾質量為：$\frac{71g+32g}{2mol}$=51.5g/mol，即平均相對分子質量為51.5，
故答案為：1：1；51.5；
（3）混合氣體的密度是H₂的14.5倍，則混合氣體平均相對分子質量為14.5×2=29，CO、N₂的相對分子質量都是28，可以看作CO、O₂的混合氣體，令CO、N₂的總物質的量為xmol、O₂的物質的量為ymol，則28x+32y=29（x+y），整理得x：y=3：1，
故氧氣的質量分數=$\frac{1mol×32g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$×100%=27.6%；
其中CO和N₂的物質的量之比為1：1，則混合氣體中氧元素的質量分數為$\frac{1mol×32g/mol+1.5mol×16g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$×100%=48.3%，
故答案為：27.6%；48.3%．

點評 本題考查混合物計算，側重對物質的量的有關計算，難度中等，關鍵是根據相對分子質量將三組分混合物看作兩組分混合，注意對基礎知識的理解掌握．