Question

在標準狀況下氫氣和一氧化碳的混合氣體7 L，質(zhì)量為2.25 g，求H₂和CO的質(zhì)量分數(shù)和體積分數(shù)。

Answer 1

解析：一種思路可設H₂、CO各自的質(zhì)量，然后分別根據(jù)質(zhì)量求出體積，使它們之和為7 L，聯(lián)立方程求解。另一思路是由混合氣體的體積和質(zhì)量求出混合氣體在22.4 L時的質(zhì)量，得出平均摩爾質(zhì)量后找出體積關(guān)系或質(zhì)量關(guān)系解題。

解法一：設CO質(zhì)量為ｘ，H₂質(zhì)量為ｙ。

CO體積：×22.4 L·mol^-1＝1.4 L

H₂體積：×22.4 L·mol^-1＝5.6 L

所以ｗ（H₂）＝×100％＝22．2％

Ф（H₂）＝×100％＝80％

ω（CO）＝×100％＝77．8％

Ф（CO）＝×100％＝20％

解法二：設CO、H₂的物質(zhì)的量分別為ｘ、ｙ，則:

求得

其他同解法一。

解法三：設H₂的體積為ｘ，則CO的體積為（7 L－ｘ）。

×2 g·mol^-1＋×28 ｇ·mol^-1＝2.25 ｇ

ｘ＝5．6 L，CO為1.4 L。

H₂的質(zhì)量：

×2 g·mol^-1＝0.5 g

CO的質(zhì)量：2.25 g-0.5 g＝1.75 g

其他同解法一。

解法四：設混合氣體平均摩爾質(zhì)量為，體積分數(shù)H₂為ｘ%，CO為（1－ｘ%)。

①求混合氣體的摩爾質(zhì)量：

=

＝7.2g·mol^-1

②求體積分數(shù)：ｘ%×2 g·mol^-1＋（1－ｘ%）×28 g·mol^-1＝7.2 g·mol^-1

φ(H₂)%＝80%，φ（CO）20%。

③求質(zhì)量分數(shù)：由②知

V（H₂）∶V（CO）＝80∶20＝4∶1＝ｎ（H₂）∶ｎ（CO）

H₂與CO的質(zhì)量比為

（4×2）∶（1×28）＝2∶7

ｗ（H₂）＝×100%＝22.2%

ｗ（CO）＝×100％＝77.8%

解法五：①求混合氣平均摩爾質(zhì)量，解法同前得＝7.2 g·mol^-1

②用十字交叉法求H₂和CO的體積比(即物質(zhì)的量比)

故V（CO）∶V（H₂）＝5.2∶20.8＝1∶4，其他解法同前。