Question

16．在標準狀況下，由CO和CO₂組成的混合氣體4.48L，質量是8g．此混合物中CO和CO₂的物質的量比是1：3，CO的體積分數是25%，CO的質量分數是17.5%，混合氣體中C和O的原子個數比是4：7，混合氣體的平均摩爾質量是40g/mol．

Answer 1

分析 計算混合氣體物質的量，根據總質量、總物質的量列方程計算CO和CO₂，根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算混合氣體的物質的量，令CO和CO₂的物質的量分別為xmol、ymol，根據二者物質的量及質量列方程計算x、y的值，可得二者物質的量之比；利用$\frac{CO的物質的量}{總物質的量}$計算CO的體積分數，根據m=nM計算CO的質量，再利用$\frac{CO的質量}{總質量}$×100%計算CO的質量分數，計算C原子、O原子的物質的量，據此判斷C原子與O原子數目之比；根據$\overline{M}$=$\frac{{m}_{總}}{{n}_{總}}$計算平均摩爾質量．

解答 解：標況下CO和CO₂組成的混合氣體4.48L，物質的量為$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
令CO和CO₂的物質的量分別為xmol、ymol，則：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{28x+44y=8}\end{array}\right.$
解得：x=0.05，y=0.15
混合物中CO和CO₂的物質的量比為0.05mol：0.15mol=1：3，
CO的體積分數為$\frac{0.05mol}{0.2mol}$=25%，
CO的質量為0.05mol×28g/mol=1.4g，故CO的質量分數為$\frac{1.4g}{8g}$×100%=17.5%，
CO₂的物質的量分別為0.15mol-0.05mol=0.1mol，所以混合氣體中C和O兩種原子的數目之比為（0.05mol+0.15mol）：（0.05mol+2×0.15mol）=4：7，
混合氣體平均摩爾質量為$\frac{8g}{0.2mol}$=40g/mol，
故答案為：1：3；25%；7.5%；4：7；40g/mol．

點評 本題考查物質的量的相關計算，題目難度不大，側重對基礎知識的鞏固．