(1)已知某混合气体的成分按体积分数计算是:80.0%CH4.15.0%C2H4和5.00%C2H6．请计算0.5mol该混合气体的质量和标准状况下的密度(g·L-1)． (2)CH4在一定条件下催化氧化可以生成C2H4和C2H6．取一定量CH4经催化氧化后得到一种混合气体.它在标准状况下的密度为0.780g·L-1．已知反应中CH4消耗了20%.计� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

(1)已知某混合气体的成分按体积分数计算是：80.0%CH₄、15.0%C₂H₄和5.00%C₂H₆．请计算0.5mol该混合气体的质量和标准状况下的密度(g·L^－1)．

(2)CH₄在一定条件下催化氧化可以生成C₂H₄和C₂H₆(水和其他产物忽略不计)．取一定量CH₄经催化氧化后得到一种混合气体，它在标准状况下的密度为0.780g·L^－1．已知反应中CH₄消耗了20%，计算混合气中C₂H₄的体积分数．

答案：
解析：

　　【解答】(1)0.826g·L^－1;(2)4.44%

　　【巧解导析】(1)由n＝可知，混合气中体积分数应等于物质的量的百分组成，故0.5mol混合气中含CH₄：0.500×80.0%＝0.400mol，C₂H₄：15.0%×0.500mol＝0.0750mol，C₂H₆：5.00%×0.500mol＝0.0250mol．所以m_混＝0.400mol×16g·mol^－1＋0.075mol×28g·mol^－1＋0.0250mol×30g·mol^－1＝9.25g，

　　得ρ_混＝＝＝0.826g·L^－1；

　　(2)由质量守恒定律，C原子守恒，有下列关系式：

　　2CH₄～C₂H₄　　2CH₄～C₂H₆

　　设反应前有CH₄ 1mol，其中有x mol 转化成C₂H₄，即生成mol C₂H₄和mol C₂H₆

　　所以反应后剩余气体总的物质的量为0.800mol＋＋＝0.900mol，

　　由密度公式有＝0.780g·L^－1，

　　解得x＝0.0800mol．

　　故C₂H₄的体积分数为×100%＝4.44%．

提示：

解题关键明确题目所求与已知，运用概念一步步分析推理寻找解题的思路与途径．本题还可利用平均分子量十字交叉法求解．本题关系转换较多，若不细心，极易出错．

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