题目内容

(1)已知某混和气体的体积百分组成为80.0%CH4、15.0%C2H4和5.00%C2H6.请计算0.500摩该混和气体的质量和标准状况下的密度(克/升).
(2)CH4在一定条件下催化氧化可以生成C2H4、C2H6(水和其它反应产物忽略不计).取一定量CH4经催化氧化后得到一种混和气体,它在标准状况下的密度为0.780克/升.已知反应中CH4消耗了20.0%,计算混和气体中C2H4的体积百分含量.(本题计算过程中请保持3位有效数字)
考点:物质的量的相关计算,气体摩尔体积
专题:压轴题,计算题
分析:(1)根据混和气体的体积百分组成即为物质的量的百分组成来计算质量,利用公式:气体密度=
气体质量
气体体积
来计算;
(2)根据气体的体积百分含量等于其物质的量百分含量进行回答计算.
解答: 解:(1)0.500摩该混和气体的质量=0.500mol×(16g/mol×0.800+28g/mol×0.150+30g/mol×0.0500)=9.25g;
混合气体的密度=
9.25
22.4×0.5
=0.826(g/l);
答:0.500摩该混和气体的质量为9.25g和标准状况下的密度为0.826g/l;
(2)设反应之前甲烷的物质的量为1mol,其中有xmol转化为C2H4,即生成0.5xmolC2H4,和0.5(0.200-x)mol乙烷,
反应后混合气体的总物质的量=0.800mol+
0.200
2
mol=0.900mol,根据混合气体的密度=
混合气体总质量
混合气体的体积
=
16×0.800+28×
x
2
+30×
0.200-x
2
0.900×22.4
=0.780,
解得x=0.0800mol,
故有C2H4的体积百分含量=
0.0800
2
0.900
×100%=4.44%;
答:C2H4的体积百分含量为4.44%;
点评:本题主要考查学生对体积百分含量等于物质的量百分含量的理解,要求学生具备分析并进行计算的能力.
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