Question

13．在标准状况下，由CH₄和C₂H₆组成的混合气体4.48L，质量是4.6g．此混合物中CH₄和C₂H₆的物质的量比是1：1，CH₄的体积分数是50%，C₂H₆的质量分数是65.2%，C和H的原子个数比是3：10，混合气体的平均摩尔质量是23g/mol．

Answer 1

分析 根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算混合气体的物质的量，设CH₄和C₂H₆的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者物质的量及质量列方程计算x、y的值，可得二者物质的量之比，然后计算出甲烷、乙烷的体积分数；根据二者的物质的量计算出C、H原子的物质的量之比；根据M=$\frac{m}{n}$计算出平均摩尔质量．

解答 解：标准状况下4.48L混合气体的物质的量为：$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
设混合气体中含有甲烷和乙烷的物质的量分别为x、y，
则：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{16x+30y=4.6}\end{array}\right.$，
解得：x=y=0.1mol，
此混合物中CH₄和C₂H₆的物质的量比是：0.1mol：0.1mol=1：1；
CH₄的体积分数=物质的量分数=$\frac{0.1mol}{0.2mol}$×100%=50%；
C₂H₆的质量分数为：$\frac{30g/mol×0.1mol}{4.6g}$×100%≈65.2%；
C和H的原子个数比为：（0.1mol+0.1mol×2）：（0.1mol×4+0.1mol×6）=3：10；
混合气体的平均摩尔质量为：$\frac{4.6g}{0.2mol}$=23g/mol，
故答案为：1：1；50%；65.2%；3：10；23g/mol．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确物质的量与摩尔质量、气体摩尔体积等之间的关系为解答关键，试题充分考查学生的分析能力及化学计算能力．