Question

6．（1）相同物質的量的SO₂氣體和SO₃氣體，其分子數之比為1：1；相同質量的SO₂氣體和SO₃氣體，其分子數之比為5：4
（2）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的質量分數為27.6%．
（3）相同條件下，某Cl₂與O₂混合氣體100mL恰好與150mL H₂化合生成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．

Answer 1

分析 （1）根據N=nN_A、n=$\frac{m}{M}$計算；
（2）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；
（3）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．

解答 解：（1）相同物質的量的SO₂氣體和SO₃氣體，由N=nN_A可知，其分子數之比為1：1；相同質量的SO₂氣體和SO₃氣體，其分子數之比為$\frac{m}{64}$×N_A：$\frac{m}{80}$×N_A=5：4；
故答案為：1：1；5：4；
（2）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%；
故答案為：27.6%；
（3）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．

點評 本題考查了物質的量有關計算，側重對物質的量的有關公式應用的考查，題目難度不大，注意對基礎知識的理解掌握，明確物質的量公式及應用條件是解題的關鍵．