Question

将NO₂、NH₃、O₂混合气22.4L通过稀硫酸后，溶液质量增加了26.7g，气体体积缩小为4.48L（气体均在标准状况下测定）剩余气体能使带火星的木条着火，则混合气体的平均相对分子质量为（　　）

• A、30.1
• B、31.1
• C、32.1
• D、33.1

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,氨的化学性质,氮的氧化物的性质及其对环境的影响

专题：计算题,氮族元素

分析：根据n=

V

Vm

进行计算原混合气体的物质的量及剩余气体的物质的量；气体的总质量=溶液增加的质量+剩余气体的质量，根据“剩余气体能使带火星的木条着火”可知氧气过量，则二氧化氮和氨气完全反应，剩余的气体为氧气，根据n=nM计算出氧气的质量，从而得出混合气体的总质量，最后根据M=

m

n

计算出混合气体的平均摩尔质量，从而得出平均分子量．

解答： 解：该混合气体的物质的量为n=

V

Vm

=

22.4L

22.4L/mol

=1mol，
氨气与稀硫酸溶液发生如下反应：2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄（若氨气过量，则过量的氨气会溶于水）；NO₂和O₂在溶液中发生如下反应：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、2NO+O₂=2NO₂，将两个反应方程式相加可得总反应方程式：O₂+4NO₂+2H₂O=4HNO₃，
由质量守恒定律可得：溶液增加的质量为溶解的气体的质量，所以溶液增加的质量加剩余气体的质量为原混合气体的质量，
带火星的木头复燃说明氧气过量，则剩余的4.48L气体为O₂，剩余O₂的物质的量为：n=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，则剩余的O₂的质量为：m=n×M=0.2mol×32g/mol=6.4g，
所以原混合气体的质量为：26.7g+6.4g=33.1g，
所以原混合气体的平均摩尔质量为：

.

M

=

m

M

=

33.1g

1mol

=33.1g/mol，
则混合气体的平均相对分子质量为33.1，
故选D．

点评：本题考查了混合物的计算，题目难度中等，注意掌握平均摩尔质量的计算方法，明确摩尔质量与相对分子量之间的关系，正确分析最后剩余的气体为氧气为解答关键．