Question

6．標準狀況下的甲烷和一氧化碳的混合氣體8.96L，其質量為7.6g，則混合氣體的平均相對分子質量為19g/mol；混合氣體中甲烷的體積為6.72L；混合氣體中一氧化碳的質量為2.8g．將上述混合氣體與標準狀況下16.8L的氧氣混合點燃，完全反應后，冷卻至標準狀況．反應后混合氣體的平均相對分子質量為41.6．

Answer 1

分析 由平均摩爾質量=$\frac{m}{n}$來計算，由質量和物質的量的關系列方程解出甲烷的物質的量，再計算混合氣體中甲烷的體積和一氧化碳的質量，判斷氧氣與混合氣體的反應程度，進而確定冷卻后氣體的組成，可計算所得氣體的相對分子質量．

解答 解：標準狀況下，8.96L氣體的物質的量為$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，混合氣體平均摩爾質量為$\frac{7.6g}{0.4mol}$=19g/mol，
設甲烷的物質的量為x，CO的物質的量為y，
則$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.4}\\{16x+28y=7.6}\end{array}\right.$，
解得x=0.3mol，y=0.1mol，
則甲烷的體積為0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
一氧化碳的質量為0.1mol×28g/mol=2.8g，
氧氣的物質的量為$\frac{16.8L}{22.4L/mol}$=0.75mol，
將上述混合氣體與標準狀況下16.8L的氧氣混合點燃，發生CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O、2CO+O₂=2CO₂，
                                                0.3 0.6          0.1  0.05
可知氧氣過量，反應后混合氣體中含有0.4molCO₂，0.1molO₂，
混合氣體的平均相對分子質量為$\frac{0.4mol×44g/mol+0.1mol×32g/mol}{0.5mol}$=41.6g/mol，
故答案為：19g/mol；6.72L；2.8g；41.6．

點評 本題綜合考查物質的量的計算，側重于學生的計算能力的考查，注意把握相關計算公式列式解答該題，難度不大．