Question

使含重水(D₂O)的水分解，得到H₂、HD、D₂的混合氣體．現(xiàn)有1 L含重水0.017％(質(zhì)量分數(shù))的水，其密度仍為1 g·cm^－3．將其完全分解后，分離得到HD和D₂的混合氣體，其平均相對分子質(zhì)量為3.5，試計算D₂和HD混合氣體的體積(標準狀況)．

Answer 1

答案：0.254L
解析：

1 L水中含有D₂O的質(zhì)量為1 000 g×0.017％＝0.17 g，n(D₂O)＝0.17 g÷20 g·mol^－1＝0.008 5 mol，n(D)＝2n(D₂O)＝2×0.008 5 mol＝0.017 mol．設HD、D₂混合氣體中D₂所占的物質(zhì)的量分數(shù)為x，4x＋3(1－x)＝3.5，x＝0.5．設HD、D₂的物質(zhì)的量均為a，有3a＝0.017 mol，a＝mol，則HD和D₂的總物質(zhì)的量為2×mol，混合氣體標準狀況下的體積為22.4 L·mol^－1×2×mol＝0.254 L．