Question

（1）在同温、同压下，实验测得CO、N₂和O₂三种气体的混合气体的密度是H₂的14.5倍，其中O₂的质量分数为

 

．若其中CO和N₂的物质的量之比为1：1，则混合气体中氧元素的质量分数为

 

．
（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

 

，混合气体的平均相对分子质量为

 

．

Answer 1

考点：元素质量分数的计算,物质的量的相关计算

专题：计算题

分析：（1）混合气体的密度是H₂的14.5倍，则混合气体平均相对分子质量为29，CO、N₂的相对分子质量都是28，可以看作CO、O₂的混合气体，令CO、N₂的物质的量为xmol、O₂的物质的量为ymol，根据平均相对分子质量确定x、y关系，据此计算解答；
（2）由于氯气能与氢气化合生成了氯化氢，氧气与氢气化合生成了水，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

.

M

=

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：（1）混合气体的密度是H₂的14.5倍，则混合气体平均相对分子质量为14.5×2=29，CO、N₂的相对分子质量都是28，可以看作CO、O₂的混合气体，令CO、N₂的总物质的量为xmol、O₂的物质的量为ymol，则28x+32y=29（x+y），整理得x：y=3：1，故氧气的质量分数=

1mol×32g/mol

1mol×32g/mol+3mol×28g/mol

×100%=27.6%；
其中CO和N₂的物质的量之比为1：1，则混合气体中氧元素的质量分数为

1mol×32g/mol+1.5mol×16g/mol

1mol×32g/mol+3mol×28g/mol

×100%=48.3%，
故答案为：27.6%；48.3%；
（2）设氯气的气体为x，氧气的体积为（100mL-x），则：
Cl₂+H₂

点燃  .

2HCl       2H₂ +O₂

点燃  .

2H₂O
x   x           2（100mL-x）（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：

71g+32g

2mol

=51.5g/mol，即平均相对分子质量为51.5，
故答案为：1：1；51.5．

点评：本题考查混合物计算，难度不大，注意对基础知识的理解掌握．