Question

室溫下，某密閉容器中盛有甲烷與氧氣的混合氣體．已知混合氣體中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.5%，將此混合氣體點(diǎn)燃引爆后，冷卻至原溫度，求反應(yīng)容器中的混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：混合氣體中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.5%，則甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：12.5%×

16

12

=16.7%，氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1-16.7%=83.3%，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算出甲烷和氧氣的物質(zhì)的量之比，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出反應(yīng)后氣體組成，根據(jù)M=

m

n

計(jì)算出混合氣體的平均摩爾質(zhì)量，根據(jù)M=ρVm計(jì)算出反應(yīng)容器中的混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度．

解答： 解：混合氣體中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.5%，則甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：12.5%×

16

12

=16.7%，
氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1-16.7%=83.3%，則甲烷與氧氣的物質(zhì)的量之比為：

16.7%

16

：

83.3%

32

=2：5，
設(shè)混合氣體中含有2mol甲烷、5mol氧氣，根據(jù)反應(yīng)CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O可知，2mol甲烷完全反應(yīng)消耗4mol氧氣，反應(yīng)后氣體組成為：2mol二氧化碳、1氧氣，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為：

44g/mol×2+32g/mol×1mol

1mol+2mol

=40g/mol，
根據(jù)M=ρVm可知，相對(duì)密度與摩爾質(zhì)量成正比，則反應(yīng)容器中的混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度為40g/mol：2g/mol=20，
答：反應(yīng)容器中的混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度為20．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確平均摩爾質(zhì)量、相對(duì)密度的概念及計(jì)算方法為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．