Question

室溫下，某密閉容器中盛有甲烷與氧氣的混合氣體．已知混合氣體中碳元素的質量分數(shù)為12.5%，將此混合氣體點燃引爆后，冷卻至原溫度，求反應容器中的混合氣體對氫氣的相對密度．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：

分析：混合氣體中碳元素的質量分數(shù)為12.5%，則甲烷的質量分數(shù)為：12.5%×

16

12

=16.7%，氧氣的質量分數(shù)為：1-16.7%=83.3%，根據(jù)n=

m

M

計算出甲烷和氧氣的物質的量之比，根據(jù)反應方程式計算出反應后氣體組成，根據(jù)M=

m

n

計算出混合氣體的平均摩爾質量，根據(jù)M=ρVm計算出反應容器中的混合氣體對氫氣的相對密度．

解答： 解：混合氣體中碳元素的質量分數(shù)為12.5%，則甲烷的質量分數(shù)為：12.5%×

16

12

=16.7%，
氧氣的質量分數(shù)為：1-16.7%=83.3%，則甲烷與氧氣的物質的量之比為：

16.7%

16

：

83.3%

32

=2：5，
設混合氣體中含有2mol甲烷、5mol氧氣，根據(jù)反應CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O可知，2mol甲烷完全反應消耗4mol氧氣，反應后氣體組成為：2mol二氧化碳、1氧氣，混合氣體的平均摩爾質量為：

44g/mol×2+32g/mol×1mol

1mol+2mol

=40g/mol，
根據(jù)M=ρVm可知，相對密度與摩爾質量成正比，則反應容器中的混合氣體對氫氣的相對密度為40g/mol：2g/mol=20，
答：反應容器中的混合氣體對氫氣的相對密度為20．

點評：本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確平均摩爾質量、相對密度的概念及計算方法為解答關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．