Question

【題目】在標準狀況下14.4 g CO與CO2的混合氣體，體積為8.96 L。則：

(1)混合氣體的密度是_________(保留三位有效數字)。

(2)混合氣體的平均摩爾質量是_______。

(3)CO2和CO的體積之比_______。

(4)CO的體積分數是__________。

(5)CO2和CO的質量之比是_________。

(6)混合氣體中所含氧原子的物質的量是______________。

(7)混合氣體中所含碳原子的數目是_____________。

Answer 1

【答案】1.61 g/L 36 g/mol 1：1 0.5或50% 11：7 0.6 mol 0.4NA或2.408×1023

【解析】

(1)根據ρ=計算混合氣體密度；

(2)根據M=計算混合氣體的平均摩爾質量；

(3)設出二者物質的量，結合質量、物質的量列式計算，再根據V=n·Vm分析；

(4)結合(3)及氣體的體積比等于氣體的物質的量的比，計算CO的體積分數；

(5)根據m=n·M計算二者質量之比；

(6)結合(3)及二者分子組成混合氣體中所含氧原子的物質的量；

(7)結合N=n·NA計算混合氣體中含有碳原子的數目。

(1)14.4 g CO與CO2的混合氣體的體積為8.96 L，則混合氣體的密度ρ==1.61 g/L；

(2)標準狀況下8.96 L混合氣體的物質的量n==0.4 mol，則混合氣體的平均摩爾質量M===36 g/mol；

(3)設混合氣體中含有的CO與CO2的物質的量分別為x、y，可得關系式x+y=0.4、28x+44y=14.4，聯立解得：x=y=0.2 mol，根據阿伏伽德羅定律可知：同溫同壓下，氣體的體積比等于二者的物質的量的比，故V(CO2)：V(CO)=n(CO2)：n(CO)=0.2 mol：0.2 mol=1：1；

(4)根據(3)可知，CO2和CO的體積之比為1：1，則CO的體積分數為：×100%=50%；

(5)根據(3)可知，CO2和CO的物質的量都是0.2 mol，結合m=n·M可知，二者質量與摩爾質量成正比，則CO2和CO的質量之比m(CO2)：m(CO)=44 g/mol：28 g/mol=11：7；

(6)CO2和CO的物質的量都是0.2 mol，則根據O守恒可得混合氣體中含有O的物質的量n(O)=2n(CO2)+n(CO)=2×0.2 mol+0.2 mol×1=0.6 mol；

(7)CO2和CO的物質的量都是0.2 mol，則混合氣體中含有C原子的物質的量為n(C)= n(CO2)+n(CO)=0.2 mol+0.2 mol=0.4 mol，N(C)=n·NA=0.4 mol×NA/mol=0.4 NA或2.408×1023。