Question

19．（1）發(fā)射衛(wèi)星的火箭推進(jìn)器中大多使用的燃料是偏二甲肼，其化學(xué)式為 C₂H₈N₂．試計算：
①偏二甲肼的摩爾質(zhì)量是60g/mol；480g偏二甲肼的物質(zhì)的量為8mol．
②偏二甲肼中碳原子與氮原子的個數(shù)之比是1：1，物質(zhì)的量之比是1：1；若偏二甲肼中含有的氫原子數(shù)目為14N_A，偏二甲肼的質(zhì)量為105g．
（2）在同溫同壓下：
①相同體積的CH₄、O₂、O₃三種氣體的質(zhì)量之比為1：2：3，物質(zhì)的量之比是1：1：1；
②相同質(zhì)量的三種氣體的體積之比為3：2：1，物質(zhì)的量之比是3：2：1；
③在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氫氣與氧氣的密度之比為1：16；
④在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，5.7gO₂和O₃所占的體積為3.36L，該混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為38；O₂占混合氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.6%．

Answer 1

分析 （1）①摩爾質(zhì)量以g/mol為單位，數(shù)值上等于其相對分子質(zhì)量，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算480g偏二甲肼的物質(zhì)的量；
②根據(jù)化學(xué)式確定偏二甲肼中碳原子與氮原子的個數(shù)之比、物質(zhì)的量之比；1molC₂H₈N₂含8molH原子，故當(dāng)偏二甲肼中含有的氫原子數(shù)目為14N_A時，偏二甲肼的物質(zhì)的量為1.75mol，據(jù)此求出其質(zhì)量m=nM；
（2）①同溫同壓下，相同體積的任何氣體的物質(zhì)的量相同，故質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比；
②在同溫同壓下，相同質(zhì)量的氣體的體積之比與摩爾質(zhì)量成反比，體積之比等于物質(zhì)的量之比；
③在相同狀態(tài)下，氣體的密度之比等于摩爾質(zhì)量之比；
④根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算混合氣體總物質(zhì)的量，根據(jù)M=$\frac{m}{n}$計算混合氣體的平均摩爾質(zhì)量，令O₂和O₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者總物質(zhì)的量、總質(zhì)量列方程計算．

解答 解：（1）①C₂H₈N₂的相對分子質(zhì)量為60，故其摩爾質(zhì)量為60g/mol，480g偏二甲肼的物質(zhì)的量為$\frac{480g}{60g/mol}$=8mol，故答案為：60g/mol；8mol；
②根據(jù)偏二甲肼化學(xué)式C₂H₈N₂，可知碳原子與氮原子的個數(shù)之比2：2=1：1、C、N原子物質(zhì)的量之比為1：1；1molC₂H₈N₂含8molH原子，故當(dāng)偏二甲肼中含有的氫原子數(shù)目為14N_A時，偏二甲肼的物質(zhì)的量為1.75mol，質(zhì)量m=nM=1.75mol×60g/mol=105g，故答案為：1：1，1：1，105；
（2）①同溫同壓下，相同體積的任何氣體的物質(zhì)的量相同，即在同溫同壓下相同體積的CH₄、O₂、O₃三種氣體的物質(zhì)的量之比為1：1：1，質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比，故質(zhì)量之比為16：32：48=1：2：3，故答案為：1：2；3，1：1：1；
②在同溫同壓下，相同質(zhì)量的氣體的體積之比與摩爾質(zhì)量成反比，故相同質(zhì)量CH₄、O₂、O₃三種氣體的體積之比等于3：2：1，而體積之比等于物質(zhì)的量之比，故物質(zhì)的量之比也為3：2：1，故答案為：3：2：1；3：2：1；
③在相同狀態(tài)下，氣體的密度之比等于摩爾質(zhì)量之比，故氫氣和氧氣的密度之比等于2：32=1；16，故答案為：1：16；
④混合氣體的總物質(zhì)的量n=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，故平均相對分子質(zhì)量即平均摩爾質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{5.7g}{0.15mol}$=38g/mol，令O₂和O₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)物質(zhì)的量共有0.15mol，則得：x+y=0.15mol ①；
根據(jù)質(zhì)量共為5.7g，可有：32x+48y=5.7g  ②；
解①②兩式可得：x=0.05625mol
則氧氣的質(zhì)量m=nM=0.05625mol×32g/mol=1.8g，故氧氣在混合氣體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.8g}{5.7g}×100%$=31.6%
故答案為：38；31.6%．

點(diǎn)評 本題考查了阿伏伽德羅定律和常用化學(xué)計量的有關(guān)計算，側(cè)重對基礎(chǔ)知識的考查，注意對公式的理解與靈活運(yùn)用．