Question

13．已知CH₄和O₂的混合氣體對H₂的相對密度14，標準狀況下這種混合體的密度為多少？標準狀況下11.2L該混合氣體中原子的物質的量為多少？

Answer 1

分析 標況下氫氣密度=$\frac{M}{22.4L/mol}$=$\frac{2g/mol}{22.4L/mol}$=0.0893g/L，CH₄和O₂的混合氣體對H₂的相對密度14，據此計算混合氣體密度；相同條件下，氣體密度之比等于其摩爾質量之比，則混合氣體摩爾質量是28g/mol，設甲烷、氧氣的物質的量分別為xmol、ymol，其平均摩爾質量=$\frac{16g/mol×xmol+32g/mol×ymol}{xmol+ymol}$=28g/mol，
x：y=1：3，標況下11.2L混合氣體物質的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根據混合物物質的量之比計算各氣體物質的量，再結合分子構成計算原子物質的量．

解答 解：標況下氫氣密度=$\frac{M}{22.4L/mol}$=$\frac{2g/mol}{22.4L/mol}$=0.0893g/L，CH₄和O₂的混合氣體對H₂的相對密度14，則混合氣體密度=0.0893g/L×14=1.25g/L；相同條件下，氣體密度之比等于其摩爾質量之比，則混合氣體摩爾質量是28g/mol，設甲烷、氧氣的物質的量分別為xmol、ymol，其平均摩爾質量=$\frac{16g/mol×xmol+32g/mol×ymol}{xmol+ymol}$=28g/mol，
x：y=1：3，標況下11.2L混合氣體物質的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，則混合氣體中n（CH₄）=$\frac{1}{4}$×0.5mol=0.125mol，n（O₂）=0.5mol-0.125mol=0.375mol，則原子物質的量=0.125mol×5+0.375mol×2=1.375mol，
答：標況下這種混合氣體密度是1.25g/mol；標況下11.2L該混合氣體中原子的物質的量為1.375mol．

點評 本題考查物質的量有關計算，為高頻考點，明確物質構成、相同條件下氣體密度與摩爾質量關系即可解答，熟練掌握物質的量公式中各個物理量關系，題目難度不大．