Question

臭氧層是地球生命的保護神，臭氧比氧氣具有更強的氧化性．實驗室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧：3O₂

通電

2O₃
（1）若在上述反應中有30%的氧氣轉化為臭氧，所得混合氣的平均摩爾質量為______g/mol （保留一位小數）．
（2）將8L氧氣通過放電管后，恢復到原狀況，得到氣體6.5L，其中臭氧為______L．
（3）實驗室將氧氣和臭氧的混合氣體0.896L（標準狀況）通入盛有20.0g銅粉的反應器中，充分加熱后，粉末的質量變為21.6g．則原混合氣中臭氧的體積分數為______．

Answer 1

（1）假設有1mol O2，則 3O₂

通電

2O₃
                    開始  1mol     0
                  反應  0.3mol     0.2mol
                 平衡  0.7mol     0.2mol
發生反應的O2為1 mol×30%=0.3 mol．
生成的O₃為0.2 mol，故反應后所得氣體為0.2 molO₃和（1-0.3）=0.7molO₂．
故M=

0.7 mol×32 g/mol+0.2 mol×48 g/mol

0.7 mol+0.2 mol

=35.6 g/mol
故答案為：35.6；
（2）此題應根據差量法計算設生成臭氧的體積為X，則：
3O₂

通電

2O₃ △V   
3       2      1
        X     8-6.5=1.5（L）           
列方程式得

2

x

=

3-2

8-6.5

X=3L
故答案為：3；
（3）n（混合氣體）=

0.896

22.4

=0.04（mol）
設臭氧的體積分數為a，根據氧原子守恒
0.04mol×a×3+0.04mol×（1-a）×2=

21.6-20

16

mol  
解得a=0.5
故答案為：0.5；