Question

使含重水（D₂O）的水分解，得到H₂、HD、D₂的混合气体。现有1 L含重水0.017%(质量分数)的水，其密度仍为1 g·cm^-3。将其完全分解后，分离得到HD和D₂的混合气体，其平均相对分子质量为3.5，试计算D₂和HD混合气体的体积（标准状况）。

Answer 1

解析：1 L水中含有D₂O的质量为1 000 g×0.017%=0.17 g，n(D₂O)=0.17 g÷20 g·mol^-1=0.008 5 mol，n(D)=2n(D₂O)=2×0.008 5 mol=0.017 mol。设HD、D₂混合气体中D₂所占的物质的量分数为x，4x+3(1-x)=3.5，x=0.5。设HD、D₂的物质的量均为a，有3a=0.017 mol，a=mol，则HD和D₂的总物质的量为2×mol，混合气体标准状况下的体积为22.4 L·mol^-1×2×mol=0.254 L。

答案：0.254 L