Question

今有CH₄、HCHO、O₂三種成分的混合氣體，同溫同壓下與乙烷氣體的密度相同。問：

(1)混合氣體中CH₄和O₂的物質(zhì)的量之比為多少？

(2)若某條件下水為氣態(tài)，氣體的摩爾體積為50 L·mol^-1，在該條件下點燃混合氣體，混合氣恰好完全燃燒，共生成CO₂ 13.2 g，求原混合氣體中氧氣的物質(zhì)的量和生成的混合氣體在該條件下的密度。

Answer 1

(1)混合氣中n（CH₄）∶n（O₂）=1∶7，

(2)原混合氣中含O₂ 0.35 mol。

解析:

(1)CH₄、HCHO、O₂三種氣體的相對分子質(zhì)量分別為16、30、32，而混合氣的平均相對分子質(zhì)量即為C₂H₆的相對分子質(zhì)量30。正巧與HCHO的相對分子質(zhì)量相同。故CH₄和O₂組成氣體的平均相對分子質(zhì)量必須為30，用十字交叉法求出其物質(zhì)的量比。

O₂：     32       14

即n（CH₄）∶n（O₂）=1∶ 7

(2)n（CO₂）==0.3 mol

設(shè)原有CH₄ x mol，則n(HCHO)=(0.3-x) mol，n(O₂)=7x mol

CH₄完全燃燒時：CH₄—2O₂

                 x    2x

HCHO完全燃燒時：HCHO —O₂

                  0.3-x     0.3-x

2x+0.3-x=7x    x=0.05 (mol)

n(O₂)=7x=0.35 mol

又CH₄、HCHO燃燒前后Δn=0（H₂O為氣態(tài)），反應(yīng)前后平均分子量不變。

又因為=30， 而=50·ρ

所以ρ==0.6 g·L^-1