Question

【題目】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)若上述反應中有30%的氧氣轉化為臭氧，求所得混合氣體的平均摩爾質量______(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，求其中臭氧的體積___________。

(3)加熱條件下，O3、O2都能與銅粉反應，實驗室中將氧氣和臭氧的混合氣體0.896 L(標準狀況下)通入盛有20.0 g銅粉的反應器中，充分加熱后，混合氣體被完全吸收，粉末的質量變為21.6 g。求原混合氣體中臭氧的體積分數___________。

Answer 1

【答案】35.6 g/mol 3 L 50%

【解析】

（1）假設反應前氧氣的物質的量是100mol,若在上述反應中有30%的氧氣轉化為臭氧，則反應后含有O2的物質的量是70mol,反應后產生的氣體含有O3的物質的量是20mol所得混合氣的平均摩爾質量M===35.6g/mol；

（2）根據反應方程式3O2=2O3可知若有3L氧氣反應，能夠產生2L的O3，則反應后氣體體積減少1L，現在將8 L氧氣通過放電管后，恢復到原狀況，得到氣體6.5 L，減少了8L－6.5 L=1.5 L，所以其中臭氧為2×1.5 L=3L；

（3）n(氣體)==0.04mol,固體質量增加了21.6 g－20.00g=1.6g,則n(O)==0.1mol。假設混合氣體中含O2、O3的物質的量分別是x、y,則x+y=0.04mol；2x+3y=0.1mol。解得x=0.02mol，y=0.02mol，所以混合氣體中臭氧的體積分數為×100%=50%。