Question

臭氧层是地球生命的保护伞，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O₂2O₃
（1）若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气体的平均摩尔质量为________g/mol(写出计算过程，并将结果保留一位小数)。
（2）将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为________L。
（3）实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为________。

Answer 1

（1）35.6 计算过程略（结果与过程各1分） （2）3 （3）50%

解析试题分析：1）假设有1mol O₂，
则     3O₂2O₃
开始   1mol      0
反应   0.3mol    0.2mol
平衡   0.7mol    0.2mol
发生反应的O2为1 mol×30%=0.3 mol．
生成的O₃为0.2 mol，故反应后所得气体为0.2 molO₃和（1-0.3）=0.7molO₂．
故M=（0.7 mol×32 g/mol+0.2 mol×48 g/mol）/（0.7 mol+0.2 mol） =35.6 g/mol 
（2）此题应根据差量法计算设生成臭氧的体积为X，则：
3O₂2O₃   △V
3       2      1
X     8-6.5=1.5（L）
列方程式得2/x=1/1.5 解得X=3L（3）n（混合气体）=0.896/22.4=0.04（mol）
设臭氧的体积分数为a，根据氧原子守恒0.04mol×a×3+0.04mol×（1-a）×2=（21.6-20）/16mol
解得a=0.5
考点：化学方程式的有关计算