Question

6．标准状况下的甲烷和一氧化碳的混合气体8.96L，其质量为7.6g，则混合气体的平均相对分子质量为19g/mol；混合气体中甲烷的体积为6.72L；混合气体中一氧化碳的质量为2.8g．将上述混合气体与标准状况下16.8L的氧气混合点燃，完全反应后，冷却至标准状况．反应后混合气体的平均相对分子质量为41.6．

Answer 1

分析 由平均摩尔质量=$\frac{m}{n}$来计算，由质量和物质的量的关系列方程解出甲烷的物质的量，再计算混合气体中甲烷的体积和一氧化碳的质量，判断氧气与混合气体的反应程度，进而确定冷却后气体的组成，可计算所得气体的相对分子质量．

解答 解：标准状况下，8.96L气体的物质的量为$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，混合气体平均摩尔质量为$\frac{7.6g}{0.4mol}$=19g/mol，
设甲烷的物质的量为x，CO的物质的量为y，
则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.4}\\{16x+28y=7.6}\end{array}\right.$，
解得x=0.3mol，y=0.1mol，
则甲烷的体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
一氧化碳的质量为0.1mol×28g/mol=2.8g，
氧气的物质的量为$\frac{16.8L}{22.4L/mol}$=0.75mol，
将上述混合气体与标准状况下16.8L的氧气混合点燃，发生CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O、2CO+O₂=2CO₂，
                                                0.3 0.6          0.1  0.05
可知氧气过量，反应后混合气体中含有0.4molCO₂，0.1molO₂，
混合气体的平均相对分子质量为$\frac{0.4mol×44g/mol+0.1mol×32g/mol}{0.5mol}$=41.6g/mol，
故答案为：19g/mol；6.72L；2.8g；41.6．

点评 本题综合考查物质的量的计算，侧重于学生的计算能力的考查，注意把握相关计算公式列式解答该题，难度不大．