Question

臭氧層是地球生命的保護傘，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，所得混合氣體的平均摩爾質量為________g/mol(寫出計算過程，并將結果保留一位小數)。
（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）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銅粉的反應器中，充分加熱后，粉末的質量變為21.6 g。則原混合氣中臭氧的體積分數為________。

Answer 1

（1）35.6 計算過程略（結果與過程各1分） （2）3 （3）50%

解析試題分析：1）假設有1mol O₂，
則     3O₂2O₃
開始   1mol      0
反應   0.3mol    0.2mol
平衡   0.7mol    0.2mol
發生反應的O2為1 mol×30%=0.3 mol．
生成的O₃為0.2 mol，故反應后所得氣體為0.2 molO₃和（1-0.3）=0.7molO₂．
故M=（0.7 mol×32 g/mol+0.2 mol×48 g/mol）/（0.7 mol+0.2 mol） =35.6 g/mol 
（2）此題應根據差量法計算設生成臭氧的體積為X，則：
3O₂2O₃   △V
3       2      1
X     8-6.5=1.5（L）
列方程式得2/x=1/1.5 解得X=3L（3）n（混合氣體）=0.896/22.4=0.04（mol）
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=（21.6-20）/16mol
解得a=0.5
考點：化學方程式的有關計算