Question

【題目】臭氧層是地球生命的保護神，臭氧比氧氣具有更強的氧化性。實驗室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧：3O22O3。

（1）若在上述反應中有30%的氧氣轉化為臭氧，所得混合氣的平均摩爾質量為_______ g·mol－1(保留一位小數)。

（2）將8 L氧氣通過放電管后，恢復到原狀況，得到氣體6.5 L，其中臭氧為________ L。

（3）在臭氧發生裝置中裝入氧氣100 mL，經反應最后氣體體積變為95 mL(體積均在標準狀況下測定)，則混合氣體的密度是____________g·L－1(保留一位小數)

（4）實驗室將氧氣和臭氧的混合氣體0.896 L(標準狀況)，通入盛有20.0 g銅粉的反應容器中，充分加熱后，粉末的質量最終變為21.6 g。則原混合氣中臭氧的體積分數______

Answer 1

【答案】35.6 3 1.5 50%

【解析】

（1）首先列三段式，再利用平均摩爾質量等于氣體的總質量與總物質的量之比分析解答；

（2）利用差量法根據化學方程式列比例式解題；

（3）根據質量守恒定律可知，反應后混合氣體的質量等于反應前氧氣的質量，計算出反應前氧氣的物質的量，再計算反應前氧氣的質量，再根據計算混合氣體的密度；

（4）再根據n(混合氣體)=，再利用氧原子守恒混合氣體中含有的氧原子等于增加的質量中氧原子的數目解題。

（1）假設有1molO2，則可列出三段式：

3O22O3

起始 1mol 0

反應 0.3mol 0.2mol

剩余 0.7mol 0.2mol

則反應后所得氣體為0.2molO3和0.7molO2，共0.9mol，反應前后氣體總質量不變，混合氣體的總質量為m=1mol×32g/mol=32g，則所得混合氣的平均摩爾質量為；

故答案為：35.6；

（2）此題可根據差量法計算，設生成臭氧的體積為X，則：

列方程式得，X=3L；

故答案為：3；

（3）反應前氧氣的物質的量為，故反應前氧氣的質量為，根據質量守恒定律可知，反應后混合氣體的質量等于反應前氧氣的質量，故反應后混合氣體的密度為，

故答案為：1.5；

（4），設臭氧的體積分數為a，根據氧原子守恒

0.04mol×a×3+0.04mol×(1-a)×2=

解得a=50%；

故答案為：50%。