Question

將NO₂、NH₃、O₂混合氣22.4L通過稀硫酸后，溶液質量增加了26.7g，氣體體積縮小為4.48L（氣體均在標準狀況下測定）剩余氣體能使帶火星的木條著火，則混合氣體的平均相對分子質量為（　　）

• A、30.1
• B、31.1
• C、32.1
• D、33.1

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算,氨的化學性質,氮的氧化物的性質及其對環境的影響

專題：計算題,氮族元素

分析：根據n=

V

Vm

進行計算原混合氣體的物質的量及剩余氣體的物質的量；氣體的總質量=溶液增加的質量+剩余氣體的質量，根據“剩余氣體能使帶火星的木條著火”可知氧氣過量，則二氧化氮和氨氣完全反應，剩余的氣體為氧氣，根據n=nM計算出氧氣的質量，從而得出混合氣體的總質量，最后根據M=

m

n

計算出混合氣體的平均摩爾質量，從而得出平均分子量．

解答： 解：該混合氣體的物質的量為n=

V

Vm

=

22.4L

22.4L/mol

=1mol，
氨氣與稀硫酸溶液發生如下反應：2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄（若氨氣過量，則過量的氨氣會溶于水）；NO₂和O₂在溶液中發生如下反應：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、2NO+O₂=2NO₂，將兩個反應方程式相加可得總反應方程式：O₂+4NO₂+2H₂O=4HNO₃，
由質量守恒定律可得：溶液增加的質量為溶解的氣體的質量，所以溶液增加的質量加剩余氣體的質量為原混合氣體的質量，
帶火星的木頭復燃說明氧氣過量，則剩余的4.48L氣體為O₂，剩余O₂的物質的量為：n=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，則剩余的O₂的質量為：m=n×M=0.2mol×32g/mol=6.4g，
所以原混合氣體的質量為：26.7g+6.4g=33.1g，
所以原混合氣體的平均摩爾質量為：

.

M

=

m

M

=

33.1g

1mol

=33.1g/mol，
則混合氣體的平均相對分子質量為33.1，
故選D．

點評：本題考查了混合物的計算，題目難度中等，注意掌握平均摩爾質量的計算方法，明確摩爾質量與相對分子量之間的關系，正確分析最后剩余的氣體為氧氣為解答關鍵．