题目内容

2.相同条件下,某Cl2与O2混合气体100mL恰好与150mL H2化合生成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.

分析 由于氯气能与氢气化合生成氯化氢,氧气与氢气化合生成水,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.

解答 解:由Cl2+H2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl,2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O可知,氯气与氢气的体积比是1:1.氧气与氢气的体积比是1:2.,设氯气的气体为x,则与氯气反应的氢气的体积也为x,氧气的体积为(100mL-x).与氧气反应的氢气的体积为2(100mL-x).所以,x+2(100mL-x)=150mL 解得:x=50mL,氧气的体积为100mL-50mL=50mL,所以,混合气体中Cl2和O2的体积之比为50mL:50mL=1:1.假设氯气和氧气各1摩尔,则混合气体的平均摩尔质量为:$\frac{71g+32g}{2mol}$=51.5g/mol,则混合气体的平均相对分子质量为51.5.
故答案为:1:1;51.5.

点评 本题考查混合物的计算,根据反应的方程式,找出氯气与氢气、氧气与氢气反应的体积关系是解答本题的关键,题目难度不大.

练习册系列答案
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1.(1)在如图所示的装置中,50mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行中和反应,通过测定该反应过程中所放出的热量可计算中和热.回答下列问题:
①从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒.
②若用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,所测得的中和热的数值会偏小(填“偏大”“偏小”“无影响”).
(2)某探究实验小组的同学,在进行高锰酸钾酸性溶液与草酸溶液的反应时,发现刚开始的一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显,但不久后褪色速度明显加快,最后紫红色完全消失.已知草酸与高锰酸钾酸性溶液的反应为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O
该小组探究后一阶段褪色速度明显加快的原因:
①设计对比实验:室温下,在三支试管中各加入4mL0.01mol•L-1KMnO4酸性溶液和2mL0.1mol•L-1H2C2O4溶液,再对应加入固体粉末,记录褪色时间.实验数据如下:
 实验序号  B
加入试剂 KMnO4、H2C2O4 KMnO4、H2C2O4
 1gMnSO4粉末 
KMnO4、H2C2O4
  1gNa2SO4粉末  
完全褪色时间/s 116  6117 
设计该实验的目的及实验得出的结论分别是:探究后一阶段褪色速度明显加快的原因;Mn2+作催化剂,加快反应速率;.
②理论分析:依据该反应的原理,推测反应可能是放热反应,温度影响了反应的速率.请你设计一个简单的实验来验证该推测.你的实验操作是:取一支试管,向其中各加入4mL0.01mol•L-1KMnO4酸性溶液和2mL0.1mol•L-1H2C2O4溶液,然后放入冰水混合物中,观察褪色时间.
(3)某研究发现O3氧化海水中的I-是大气中碘的主要来源.通过将O3通入稀硫酸酸化的NaI溶液中进行模拟研究,为测定生成I2的量,用酸式滴定管取20.00mL反应后的溶液与锥形瓶中,用cmol•L-1的Na2S2O3标准液滴定,消耗V mL Na2S2O3溶液.
已知:Ⅰ.H2S2O3是一种弱酸;Ⅱ.2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI
①该滴定实验中除烧杯、锥形瓶、酸式滴定管外,还需要的玻璃仪器是碱式滴定管;
②该滴定实验中可选用淀粉作指示剂(填物质名称);
③实验测得溶液中碘的含量为6.35cVg•L-1(用含c和V的关系式表示).
6.回答下列问题:
(1)已知下列反应:SO2(g)+2OH- (aq)═SO32- (aq)+H2O(l)△H1
ClO- (aq)+SO32- (aq)═SO42- (aq)+Cl- (aq)△H2CaSO4(s)═Ca2+(aq)+SO42-(aq)△H3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO- (aq)+2OH- (aq)═CaSO4(s)+H2O(l)+Cl- (aq)的△H=△H1+△H2-△H3.(用△H1△H2△H3表示)
(2)工业上用H2和Cl2反应制HCl,各键能数据为:H-H:436kJ/mol,Cl-Cl:243kJ/mol,H-Cl:431kJ/mol.该反应的热化学方程式是H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-183 kJ/mol.
(3)合成气(CO和H2为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料,制备合成气的方法有多种,用甲烷制备合成气的反应为:
①2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g);△H1=-72kJ•mol-1
②CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g);△H2=+216kJ•mol-1
氢气与氧气反应生成水蒸气的热化学方程式为H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-252kJ•mol-1
现有1mol由H2O(g)与O2组成的混合气,且O2的体积分数为x,将此混合气与足量CH4充分反应.若x=0.2时,反应①放出的能量为14.4kJ;若x=0.75时,反应①与②放出(或吸收)的总能量为0.
(4)一定条件,在水溶液中1 mol Cl-和1mol ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(KJ)相对大小如图所示.

①D是ClO4-(填离子符号).
②B→A+C反应的热化学方程式为3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq)△H=-117kJ/mol(用离子符号表示).

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