Question

【题目】臭氧层是地球生命的保护伞，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O22O3。

(1)若上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，求所得混合气体的平均摩尔质量______(保留一位小数)。

(2)将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，求其中臭氧的体积___________。

(3)加热条件下，O3、O2都能与铜粉反应，实验室中将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况下)通入盛有20.0 g铜粉的反应器中，充分加热后，混合气体被完全吸收，粉末的质量变为21.6 g。求原混合气体中臭氧的体积分数___________。

Answer 1

【答案】35.6 g/mol 3 L 50%

【解析】

（1）假设反应前氧气的物质的量是100mol,若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，则反应后含有O2的物质的量是70mol,反应后产生的气体含有O3的物质的量是20mol所得混合气的平均摩尔质量M===35.6g/mol；

（2）根据反应方程式3O2=2O3可知若有3L氧气反应，能够产生2L的O3，则反应后气体体积减少1L，现在将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，减少了8L－6.5 L=1.5 L，所以其中臭氧为2×1.5 L=3L；

（3）n(气体)==0.04mol,固体质量增加了21.6 g－20.00g=1.6g,则n(O)==0.1mol。假设混合气体中含O2、O3的物质的量分别是x、y,则x+y=0.04mol；2x+3y=0.1mol。解得x=0.02mol，y=0.02mol，所以混合气体中臭氧的体积分数为×100%=50%。