Question

17．已知Cl₂和NO₂在一定條件下可以化合生成一種氣態化合物A．為了測定A的組成，進行如下實驗：
（1）當Cl₂和NO₂混合氣體以不同比例混合時，測得其平均相對分子質量分別為51和61，則Cl₂在上述混合氣體中的體積分數分別為16.7%和60%．
（2）取上述不同比例的混合氣體各5L，分別在一定條件下充分反應后，氣體體積均為4L，則Cl₂與NO₂反應的化學方程式為：Cl₂+2NO₂=2NO₂Cl（產物分子式按原子序數遞增書寫）

Answer 1

分析 （1）結合M=$\frac{m}{n}$及物質的量分數=體積分數計算；
（2）假設反應為aCl₂+bNO₂=cX，結合體積差計算．

解答 解：（1）設Cl₂和NO₂的物質的量分別為x、y，則
$\frac{71x+46y}{x+y}$=51，解得y=5x，氯氣的體積分數為$\frac{x}{x+5x}$×100%=16.7%，
$\frac{71x+46y}{x+y}$=61，解得3y=2x，氯氣的體積分數為$\frac{x}{x+\frac{2}{3}x}$×100%=60%，
故答案為：16.7%；60%；
（2）假設反應為aCl₂+bNO₂=cX，由題意可知，當n（Cl₂）=1mol，n（NO₂）=5mol時，Cl₂完全反應，氣體差量為1，
aCl₂+bNO₂=cX△V
  a                         a+b-c
  1                        5-4
則a=a+b-c；
當n（Cl₂）=3mol，n（NO₂）=2mol時，NO₂完全反應，氣體差量為1，
aCl₂+bNO₂=cX△V
           b                a+b-c
           2               5-4
則b=2（a+b-c），
兩式聯立可知：b=c=2a，故發生的反應為Cl₂+2NO₂=2X，由原子守恒得出X為NO₂Cl，
反應為Cl₂+2NO₂=2NO₂Cl，
故答案為：Cl₂+2NO₂=2NO₂Cl．

點評 本題考查物質的量的計算，為高頻考點，把握平均摩爾質量、原子守恒為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意差量法的應用，題目難度不大．