Question

14．（1）19.2gSO₂ 在标准状况下的体积为6.72L，其中含氧原子的物质的量为0.6mol，其中含质子的物质的量为9.6mol．
（2）相同条件下 某Cl₂与O₂混合气体100ml 恰好与150mlH₂化合成HCL和H₂O，则混合气体中CL₂与O₂的体积比为1：1，混合气体的平均相对分子质量为51.5．
（3）在同温、同压下，实验测得CO、N₂ 和O₂ 三种气体的混合气体的密度是H₂ 的14.5倍，其中O₂ 的体积分数为27.6%，若其中CO和N₂的物质的量之比为1：1，则混合气体中氧元素的质量分数为48.3%．（计算结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{m}{M}$计算二氧化硫物质的量，再根据V=nV_m计算其体积；氧原子物质的量为二氧化硫的2倍；1molSO₂中含有32mol的质子；
（2）由于氯气能与氢气化合生成了氯化氢，氧气与氢气化合生成了水，设与氯气的气体为X，则氧气的体积为（100mL-x），根据方程式表示出各自消耗氢气的体积，结合消耗氢气总体积列方程计算，相同条件下体积之比等于物质的量之比，根据$\overline{M}$=$\frac{m}{n}$计算平均摩尔质量，进而确定平均相对分子质量；
（3）混合气体的密度是H₂的14.5倍，则混合气体平均相对分子质量为29，CO、N₂的相对分子质量都是28，可以看作CO、O₂的混合气体，令CO、N₂的物质的量为xmol、O₂的物质的量为ymol，根据平均相对分子质量确定x、y关系，据此计算解答．

解答 解：（1）n（SO₂）=19.2g÷64g．mol^-1=0.3mol，
则V（SO₂）=0.3mol×22.4 L．mol^-1=6.72L；
n（O）=2 n（SO₂）=0.6 mol；含质子的物质的量为0.3×32=9.6，故答案为：6.72，0.6，9.6；
（2）2）设氯气的气体为x，氧气的体积为（100mL-x），则：
Cl₂+H₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl       2H₂ +O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O
x   x            2（100mL-x）（100mL-x）
所以，x+2（100mL-x）=150mL  解得：x=50mL，氧气的体积为100mL-50mL=50mL，所以，混合气体中Cl₂和O₂的体积之比为50mL：50mL=1：1．假设氯气和氧气各1摩尔，则混合气体的平均摩尔质量为：$\frac{71g+32g}{2mol}$=51.5g/mol，即平均相对分子质量为51.5，
故答案为：1：1；51.5；
（3）混合气体的密度是H₂的14.5倍，则混合气体平均相对分子质量为14.5×2=29，CO、N₂的相对分子质量都是28，可以看作CO、O₂的混合气体，令CO、N₂的总物质的量为xmol、O₂的物质的量为ymol，则28x+32y=29（x+y），整理得x：y=3：1，
故氧气的质量分数=$\frac{1mol×32g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$×100%=27.6%；
其中CO和N₂的物质的量之比为1：1，则混合气体中氧元素的质量分数为$\frac{1mol×32g/mol+1.5mol×16g/mol}{1mol×32g/mol+3mol×28g/mol}$×100%=48.3%，
故答案为：27.6%；48.3%．

点评 本题考查混合物计算，侧重对物质的量的有关计算，难度中等，关键是根据相对分子质量将三组分混合物看作两组分混合，注意对基础知识的理解掌握．