Question

15．在標準狀況下，由CO和CO₂組成的混合氣體6.72L，質量為12g、此混合物中CO和CO₂物質的量比是1：3，CO的體積分數是25%，CO的質量分數是17.5%，C和O原子個數比是4：7，混合氣體的平均相對分子質量是40，密度是1.79g/L，對氫氣的相對密度是20．

Answer 1

分析 計算混合氣體物質的量，根據總質量、總物質的量列方程計算CO和CO₂，根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算混合氣體的物質的量，令CO和CO₂的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者物質的量及質量列方程計算x、y的值，可得二者物質的量之比；利用$\frac{CO的物質的量}{總物質的量}$計算CO的體積分數，根據m=nM計算CO的質量，再利用$\frac{CO的質量}{總質量}$×100%計算CO的質量分數，計算C原子、O原子的物質的量，據此判斷C原子與O原子數目之比；根據$\overline{M}$=$\frac{{m}_{總}}{{n}_{總}}$計算平均摩爾質量．

解答 解：標況下CO和CO₂組成的混合氣體6.72L，物質的量為$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，
令CO和CO₂的物質的量分別為xmol、ymol，則：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.3\\;}\\{28x+44y=12g}\end{array}\right.$
解得：x=0.075，y=0.225
混合物中CO和CO₂的物質的量比為0.075：0.225=1：3，
CO的體積分數為$\frac{0.075}{0.3}$×100%=25%，
CO的質量為0.075mol×28g/mol=2.1g，故CO的質量分數為$\frac{2.1g}{12g}$×100%=17.5%，
所以混合氣體中C和O兩種原子的數目之比為（0.075mol+0.225mol）：（0.075mol+2×0.225mol）=4：7，
混合氣體平均摩爾質量為$\frac{12g}{0.3mol}$=40g/mol，密度是$\frac{12g}{6.72L}$=1.79g/L，對氫氣的相對密度是$\frac{40}{2}$=20，
故答案為：1：3；  25%； 17.5%；  4：7； 40；1.79； 20．

點評 本題考查物質的量的相關計算，題目難度不大，側重對基礎知識的鞏固．