Question

【题目】在标准状况下14.4 g CO与CO2的混合气体，体积为8.96 L。则：

(1)混合气体的密度是_________(保留三位有效数字)。

(2)混合气体的平均摩尔质量是_______。

(3)CO2和CO的体积之比_______。

(4)CO的体积分数是__________。

(5)CO2和CO的质量之比是_________。

(6)混合气体中所含氧原子的物质的量是______________。

(7)混合气体中所含碳原子的数目是_____________。

Answer 1

【答案】1.61 g/L 36 g/mol 1：1 0.5或50% 11：7 0.6 mol 0.4NA或2.408×1023

【解析】

(1)根据ρ=计算混合气体密度；

(2)根据M=计算混合气体的平均摩尔质量；

(3)设出二者物质的量，结合质量、物质的量列式计算，再根据V=n·Vm分析；

(4)结合(3)及气体的体积比等于气体的物质的量的比，计算CO的体积分数；

(5)根据m=n·M计算二者质量之比；

(6)结合(3)及二者分子组成混合气体中所含氧原子的物质的量；

(7)结合N=n·NA计算混合气体中含有碳原子的数目。

(1)14.4 g CO与CO2的混合气体的体积为8.96 L，则混合气体的密度ρ==1.61 g/L；

(2)标准状况下8.96 L混合气体的物质的量n==0.4 mol，则混合气体的平均摩尔质量M===36 g/mol；

(3)设混合气体中含有的CO与CO2的物质的量分别为x、y，可得关系式x+y=0.4、28x+44y=14.4，联立解得：x=y=0.2 mol，根据阿伏伽德罗定律可知：同温同压下，气体的体积比等于二者的物质的量的比，故V(CO2)：V(CO)=n(CO2)：n(CO)=0.2 mol：0.2 mol=1：1；

(4)根据(3)可知，CO2和CO的体积之比为1：1，则CO的体积分数为：×100%=50%；

(5)根据(3)可知，CO2和CO的物质的量都是0.2 mol，结合m=n·M可知，二者质量与摩尔质量成正比，则CO2和CO的质量之比m(CO2)：m(CO)=44 g/mol：28 g/mol=11：7；

(6)CO2和CO的物质的量都是0.2 mol，则根据O守恒可得混合气体中含有O的物质的量n(O)=2n(CO2)+n(CO)=2×0.2 mol+0.2 mol×1=0.6 mol；

(7)CO2和CO的物质的量都是0.2 mol，则混合气体中含有C原子的物质的量为n(C)= n(CO2)+n(CO)=0.2 mol+0.2 mol=0.4 mol，N(C)=n·NA=0.4 mol×NA/mol=0.4 NA或2.408×1023。