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50L/mol，在該條件下點(diǎn)燃混合氣體，混合氣恰好完全燃燒，共生成CO₂ 13.2g，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

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

　　　即 nCH₄ : nO₂ ＝ 1 : 7　

(2) nCO₂＝＝0.3(mol)

設(shè)原有CH₄ xmol，則nHCHO＝(0.3－x)mol，nO₂＝7x mol.

CH₄完全燃燒時(shí)： CH₄ ～ 2O₂

　　　　　　　　 x　　 2x　　

HCHO完全燃燒時(shí)：HCHO ～　O₂

　　　　　　　 0.3－x　 0.3－x　

2x＋0.3－x＝7x

x＝0.05(mol)

nO₂＝7x＝0.35 mol.

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

又 ∵ ＝30， 而＝50·r

∴ r＝＝＝0.6(g/L)

答：(1)混合氣中nCH₄ : nO₂ ＝ 1 : 7，（2分）

(2)原混合氣中含O₂ 0.35 mol， r＝0.6(g/L)（4分）