Question

【題目】(1)______mol H2O中含有的氧原子數與1.5 mol CO2中含有的氧原子數相等。

(2)將等物質的量的NH3和CH4混合，混合氣體中NH3與CH4的質量比為________。

(3)要使NH3與CH4含相同數目的H原子，則NH3和CH4的物質的量之比為__________。

(4)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：

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________(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（氣態全部參加反應），粉末的質量變為21.6g，則原混合氣中臭氧的體積分數為__________，該混合氣體對氫氣的相對密度為_________________。

Answer 1

【答案】3 17：16 4：3 35.6 3 50% 20

【解析】

(1)根據物質分子中含有的O原子個數關系計算；

(2)根據n=計算；

(3)根據氨分子與甲烷分子中含有的H原子個數關系計算；

(4)①設原有O2 為1 mol，計算轉化的氧氣與生成的臭氧的物質的量，進而計算剩余的氧氣的物質的量，根據平均摩爾質量計算；

②根據差量法計算臭氧的體積；

③先計算混合氣體的物質的量，設臭氧的體積分數為a，根據氧原子守恒根據氧原子守恒解題，根據混合氣體的平均相對分子質量比等于其密度比。

(1) 1.5 mol CO2中含有的氧原子的物質的量是3mol，由于H2O中含有1個O原子，所以O原子的物質的量是3mol，則H2O的物質的量也就是3mol；

(2)假如氣體的物質的量都是1mol，則1molNH3質量是17g，1molCH4的質量是16g，所以等物質的量的氨氣與甲烷的物質的量的比是17：16；

(3)1個NH3中含有3個H原子，1個CH4中含有4個H原子，若二者含相同數目的H原子，假如都是12mol，則NH3和CH4的物質的量之比為(12÷3)：(12÷4)=4：3；

(4)①設原有O2 1 mol，發生反應的O2為1 mol×30%=0.3 mol，由反應3O2 2O3知：生成的O3為0.2 mol，故反應后所得氣體O3為0.2mol和O2為(1-0.3)mol=0.7 mol，因此平均摩爾質量==35.6 g/mol；

②由反應3O2 2O3知反應消耗3體積O2，會產生2體積的O3，氣體體積減少1L。現在氣體體積由反應前8L變為反應后的6.5L，氣體積減少8L-6.5L=1.5L，則其中含有臭氧為1.5L×2=3L；

③混合氣體的物質的量n==0.04mol，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=mol，解得a=50%，即其中含有O2、O3的物質的量分別是0.02mol，0.02mol，則混合氣體的平均相對分子質量==40，該混合氣體對氫氣的相對密度為D=M(混)：M(H2)=40:2=20。