Question

13．已知CH₄和O₂的混合气体对H₂的相对密度14，标准状况下这种混合体的密度为多少？标准状况下11.2L该混合气体中原子的物质的量为多少？

Answer 1

分析 标况下氢气密度=$\frac{M}{22.4L/mol}$=$\frac{2g/mol}{22.4L/mol}$=0.0893g/L，CH₄和O₂的混合气体对H₂的相对密度14，据此计算混合气体密度；相同条件下，气体密度之比等于其摩尔质量之比，则混合气体摩尔质量是28g/mol，设甲烷、氧气的物质的量分别为xmol、ymol，其平均摩尔质量=$\frac{16g/mol×xmol+32g/mol×ymol}{xmol+ymol}$=28g/mol，
x：y=1：3，标况下11.2L混合气体物质的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根据混合物物质的量之比计算各气体物质的量，再结合分子构成计算原子物质的量．

解答 解：标况下氢气密度=$\frac{M}{22.4L/mol}$=$\frac{2g/mol}{22.4L/mol}$=0.0893g/L，CH₄和O₂的混合气体对H₂的相对密度14，则混合气体密度=0.0893g/L×14=1.25g/L；相同条件下，气体密度之比等于其摩尔质量之比，则混合气体摩尔质量是28g/mol，设甲烷、氧气的物质的量分别为xmol、ymol，其平均摩尔质量=$\frac{16g/mol×xmol+32g/mol×ymol}{xmol+ymol}$=28g/mol，
x：y=1：3，标况下11.2L混合气体物质的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，则混合气体中n（CH₄）=$\frac{1}{4}$×0.5mol=0.125mol，n（O₂）=0.5mol-0.125mol=0.375mol，则原子物质的量=0.125mol×5+0.375mol×2=1.375mol，
答：标况下这种混合气体密度是1.25g/mol；标况下11.2L该混合气体中原子的物质的量为1.375mol．

点评 本题考查物质的量有关计算，为高频考点，明确物质构成、相同条件下气体密度与摩尔质量关系即可解答，熟练掌握物质的量公式中各个物理量关系，题目难度不大．