Question

12．标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体6.72L，其质量为6.6g，则混合气体平均相对分子质量为22．混合气体中甲烷的体积为3.36L；一氧化碳的质量为4.2g．将上述混合气体与标准状况下10.64L的氧气混合点燃，完全反应后，冷却至标准状况，反应后混合气体的平均相对分子质量为41．

Answer 1

分析 由平均摩尔质量=$\frac{m}{n}$来计算，由质量和物质的量的关系列方程解出甲烷的物质的量，再计算混合气体中甲烷的体积和一氧化碳的质量，判断氧气与混合气体的反应程度，进而确定冷却后气体的组成，可计算所得气体的相对分子质量．

解答 解：标准状况下，6.72L气体的物质的量为$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，混合气体平均摩尔质量为$\frac{6.6g}{0.3mol}$=22g/mol，
设甲烷的物质的量为x，CO的物质的量为y，
则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.3}\\{16x+28y=6.6}\end{array}\right.$
解得x=0.15mol，y=0.15mol，
则甲烷的体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L，
一氧化碳的质量为0.15mol×28g/mol=4.2g，
氧气的物质的量为$\frac{10.64L}{22.4L/mol}$=0.475mol，
将上述混合气体与标准状况下10.64L的氧气混合点燃，发生CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O、2CO+O₂=2CO₂，
                                                                                       0.15 0.3                       0.15  0.075
可知氧气过量，反应后混合气体中含有0.3molCO₂，0.1molO₂，
混合气体的平均相对分子质量为$\frac{0.3mol×44g/mol+0.1mol×32g/mol}{0.4mol}$=41g/mol，
故答案为：22；3.36L；4.2g；41．

点评 本题综合考查物质的量的计算，侧重于学生的计算能力的考查，注意把握相关计算公式列式解答该题，难度不大．