Question

已知在某温度下的水蒸气存在下列平衡：2（H₂O）₃3（H₂O）₂，（H₂O）₂2H₂O（此时（H₂O）₃、（H₂O）₂、H₂O都是气体）若平衡时混合气体的平均摩尔质量为19.8g?mol^-1，则H₂O 在平衡混合气中的体积分数为（　　）

A．小于95%

B．大于95%

C．等于95%

D．小于或等于95%

Answer 1

分析：采取极限的方法进行分析解答，当混合气体为（H₂O）₂与H₂O利用十字相乘法计算H₂O的体积分数，然后再假设当混合气体为（H₂O）₃与H₂O时，利用十字相乘法计算H₂O的体积分数，实际上这三种物质都存在，所以水的体积分数应在这两者之间．

解答：解：因为平衡混合气为含有（H₂O）₃、（H₂O）₂、H₂O三种气体的混合气，
所以先假设气体为（H₂O）₂与H₂O的混合气，十字交叉法得：

所以水的体积分数为

16.2

(16.2+1.8)

×100%=90%，
假设气体为（H₂O）₃与H₂O混合气，十字交叉法得：

所以水的体积分数为

34.2

(34.2+1.8)

×100%=95%，
H₂O在混和气体中的体积分数为90%-95%之间，
故选A．

点评：本题考查了化学平衡的计算，难度较大，采用极限法进行分析解答即可，实际上水的体积分数在两个极限之间，从而得出正确选项．