Question

11．在同温同压下，
①相同体积的CH₄、O₂、O₃三种气体的质量之比为1：2：3，物质的量之比是1：1：1；
②相同质量的三种气体的体积之比为3：2：1，物质的量之比是3：2：1；
③在标准状况下，氢气与氧气的密度之比为1：16；
④在标准状况下，5.7g O₂和O₃所占的体积为3.36L，该混合气体的平均相对分子质量为38； O₂占混合气体的质量分数为31.6%．

Answer 1

分析 ①同温同压下，相同体积的任何气体的物质的量相同，故质量之比等于摩尔质量之比；
②在同温同压下，相同质量的气体的体积之比与摩尔质量成反比，体积之比等于物质的量之比；
③在相同状态下，气体的密度之比等于摩尔质量之比；
④根据n=$\frac{V}{Vm}$计算混合气体总物质的量，根据M=$\frac{m}{n}$计算混合气体的平均摩尔质量，令O₂和O₃的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者总物质的量、总质量列方程计算．

解答 解：①同温同压下，相同体积的任何气体的物质的量相同，即在同温同压下相同体积的CH₄、O₂、O₃三种气体的物质的量之比为1：1：1，质量之比等于摩尔质量之比，故质量之比为16：32：48=1：2：3，
故答案为：1：2：3，1：1：1；
②在同温同压下，相同质量的气体的体积之比与摩尔质量成反比，故相同质量CH₄、O₂、O₃三种气体的体积之比等于3：2：1，而体积之比等于物质的量之比，故物质的量之比也为3：2：1，
故答案为：3：2：1；3：2：1；
③在相同状态下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，故氢气和氧气的密度之比等于2：32=1；16，
故答案为：1：16；
④混合气体的总物质的量n=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，故平均相对分子质量即平均摩尔质量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{5.7g}{0.15mol/L}$=38g/mol，令O₂和O₃的物质的量分别为xmol、ymol，根据物质的量共有0.15mol，则得：x+y=0.15mol ①；
根据质量共为5.7g，可有：32x+48y=5.7g ②；
解①②两式可得：x=0.05625mol
则氧气的质量m=nM=0.05625mol×32g/mol=1.8g，故氧气在混合气体中的质量分数=$\frac{1.8g}{5.7g}$×100%=31.6%，
故答案为：38；31.6%．

点评 本题考查了阿伏伽德罗定律和常用化学计量的有关计算，侧重对基础知识的考查，注意对公式的理解与灵活运用，题目难度不大．