Question

11．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在標準狀況下，氫氣與氧氣的密度之比為1：16；
④在標準狀況下，5.7g O₂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)量分數(shù)為31.6%．

Answer 1

分析 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=$\frac{V}{Vm}$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=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，故平均相對分子質(zhì)量即平均摩爾質(zhì)量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{5.7g}{0.15mol/L}$=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)量分數(shù)=$\frac{1.8g}{5.7g}$×100%=31.6%，
故答案為：38；31.6%．

點評 本題考查了阿伏伽德羅定律和常用化學計量的有關(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用，題目難度不大．