Question

5．（1）在同溫同壓下，同體積的甲烷（CH₄）和二氧化碳分子數之比1：1，原子總數之比為5：3，密度之比為4：11．
（2）在標準狀況下，①4g H₂、②11.2L O₂、③l mol H₂O中，所含分子數最多的是（填序號，下同）①，質量最大的是③，體積最小的是③．
（3）在標準狀況下，40g的CO和CO₂的混合氣體，其體積為22.4L，則CO和CO₂的質量比7：33，混合氣體的平均摩爾質量是40g/mol．

Answer 1

分析 （1）同溫同壓下，同體積氣體具有相同的分子數；結合二氧化碳、甲烷的分子構成計算原子總數之比；依據ρ=$\frac{M}{Vm}$判斷密度之比；
（2）根據n=$\frac{m}{M}$=$\frac{V}{Vm}$計算物質的量、質量、體積，利用N=n×N_A及物質的構成來計算微粒數．
（3）根據n=$\frac{V}{Vm}$計算混合氣體的物質的量，令混合氣體中CO和CO₂的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者質量之和與物質的量之和列放出計算x、y的值，再根據m=nM計算各自的質量；
依據M=$\frac{m}{n}$計算氣體平均摩爾質量．

解答 解：（1）同溫同壓下，同體積氣體具有相同的分子數，所以在同溫同壓下，同體積的甲烷（CH₄）和二氧化碳分子數之比1：1；原子個數之比為：1×5：1×3=5：3；依據ρ=$\frac{M}{Vm}$判斷密度之比，可知在同溫同壓下，同體積的甲烷（CH₄）和二氧化碳密度之比為：16：44=4：11；
故答案為：1：1；5：3；4：11；
（2）：①氫氣的物質的量為$\frac{4g}{2g/mol}$=2mol，其分子數為2N_A，原子數為4N_A，質量為4g，標準狀況下的體積為2mol×22.4L/mol=44.8L；
②氧氣的物質的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，其分子數為0.5N_A，原子數為N_A，質量為0.5mol×32g/mol=16g，標準狀況下的體積為11.2L；
③水的物質的量為1mol，其分子數為N_A，原子數為3N_A，質量為1mol×18g/mol=18g，標準狀況下水為液體，其體積在三者中最小；
顯然分子數最多的是①，質量最大的是③，體積最小的是③，
故答案為：①；③；③．
（3）混合氣體的物質的量n=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol；
令混合氣體中CO和CO₂的物質的量分別為xmol、ymol，則：x+y=1，28x+44y=40，解得y=0.75，x=0.25，
則m（CO）=0.25mol×28g/mol=7g，m（CO₂）=0.75mol×44g/mol=33g，所以二者質量之比為：7：33；
混合氣體的平均摩爾質量是：M=$\frac{40g}{1mol}$=40g/mol；
故答案為：7：33；40g/mol．

點評 本題考查物質的量有關計算，混合物的有關計算、常用化學計量的有關計算，比較基礎，熟悉以物質的量為核心計算公式是解題關鍵，注意對公式的理解與靈活運用．