Question

（1）在同溫、同壓下，實驗測得CO、N₂和O₂三種氣體的混合氣體的密度是H₂的14.5倍，其中O₂的質量分數為

 

．若其中CO和N₂的物質的量之比為1：1，則混合氣體中氧元素的質量分數為

 

．
（2）相同條件下，某Cl₂與O₂混合氣體100mL恰好與150mL H₂化合生成HCl和H₂O，則混合氣體中Cl₂與O₂的體積比為

 

，混合氣體的平均相對分子質量為

 

．

Answer 1

考點：元素質量分數的計算,物質的量的相關計算

專題：計算題

分析：（1）混合氣體的密度是H₂的14.5倍，則混合氣體平均相對分子質量為29，CO、N₂的相對分子質量都是28，可以看作CO、O₂的混合氣體，令CO、N₂的物質的量為xmol、O₂的物質的量為ymol，根據平均相對分子質量確定x、y關系，據此計算解答；
（2）由于氯氣能與氫氣化合生成了氯化氫，氧氣與氫氣化合生成了水，設與氯氣的氣體為X，則氧氣的體積為（100mL-x），根據方程式表示出各自消耗氫氣的體積，結合消耗氫氣總體積列方程計算，相同條件下體積之比等于物質的量之比，根據

.

M

=

m

n

計算平均摩爾質量，進而確定平均相對分子質量．

解答： 解：（1）混合氣體的密度是H₂的14.5倍，則混合氣體平均相對分子質量為14.5×2=29，CO、N₂的相對分子質量都是28，可以看作CO、O₂的混合氣體，令CO、N₂的總物質的量為xmol、O₂的物質的量為ymol，則28x+32y=29（x+y），整理得x：y=3：1，故氧氣的質量分數=

1mol×32g/mol

1mol×32g/mol+3mol×28g/mol

×100%=27.6%；
其中CO和N₂的物質的量之比為1：1，則混合氣體中氧元素的質量分數為

1mol×32g/mol+1.5mol×16g/mol

1mol×32g/mol+3mol×28g/mol

×100%=48.3%，
故答案為：27.6%；48.3%；
（2）設氯氣的氣體為x，氧氣的體積為（100mL-x），則：
Cl₂+H₂

點燃  .

2HCl       2H₂ +O₂

點燃  .

2H₂O
x   x           2（100mL-x）（100mL-x）
所以，x+2（100mL-x）=150mL  解得：x=50mL，氧氣的體積為100mL-50mL=50mL，所以，混合氣體中Cl₂和O₂的體積之比為50mL：50mL=1：1．假設氯氣和氧氣各1摩爾，則混合氣體的平均摩爾質量為：

71g+32g

2mol

=51.5g/mol，即平均相對分子質量為51.5，
故答案為：1：1；51.5．

點評：本題考查混合物計算，難度不大，注意對基礎知識的理解掌握．