Question

5．将NO₂、O₂、NH₃的混合气体26.88L通过H₂SO₄后，溶液质量增加45.75g，气体体积缩小为2.24L，将带火星的木条插入剩余气体中，木条不复燃．则原混合气体的平均相对分子质量为（气体体积均在标准状况下测定）（　　）

• A． 40.625
• B． 42.15
• C． 38.225
• D． 42.625

Answer 1

分析 2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄（若氨气过量，则过量的氨气会溶于水）；NO₂和O₂在溶液中发生如下反应：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、2NO+O₂=2NO₂，将两个反应方程式相加可得总反应方程式：O₂+4NO₂+2H₂O=4HNO₃，混合气体的物质的量为$\frac{26.88L}{22.4L/mol}$=1.2mol，带火星的木条插入剩余气体中，木条不复燃，可知剩余气体只有NO，其物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，结合反应计算．

解答 解：2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄（若氨气过量，则过量的氨气会溶于水）；NO₂和O₂在溶液中发生如下反应：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、2NO+O₂=2NO₂，将两个反应方程式相加可得总反应方程式：O₂+4NO₂+2H₂O=4HNO₃，混合气体的物质的量为$\frac{26.88L}{22.4L/mol}$=1.2mol，带火星的木条插入剩余气体中，木条不复燃，可知剩余气体只有NO，其物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
由质量守恒定律可得：溶液增加的质量为溶解的气体的质量，所以溶液增加的质量加剩余气体的质量为原混合气体的质量，带火星的木头不复燃说明氧气充分反应，则剩余的2.24L气体为NO，剩余的NO的质量为m=n×M=0.1mol×30g/mol=3g，所以原混合气体的质量为3g+45.75g=48.75g，所以原混合气体的平均摩尔质量M=$\frac{48.75g}{1.2mol}$=40.625g/mol．
即原混合气体的平均相对分子质量为40.625（摩尔质量在数值上等于相对分子质量），
故选A．

点评 本题考查化学反应方程式的计算，为高频考点，把握质量守恒判断混合气体的质量为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．