Question

7．相同條件下，某Cl₂與O₂混合氣體100ml恰好與150mlH₂化合成HCl和H₂O，則混合氣體中Cl₂與O₂的體積比為1：1，混合氣體的平均摩爾質量為51.5g•mol^-1．

Answer 1

分析 由于氯氣能與氫氣化合生成氯化氫，氧氣與氫氣化合生成水，設與氯氣的氣體為X，則氧氣的體積為（100mL-x），根據方程式表示出各自消耗氫氣的體積，結合消耗氫氣總體積列方程計算，相同條件下體積之比等于物質的量之比，根據$\overline{M}$=$\frac{m}{n}$計算平均摩爾質量，進而確定平均摩爾質量．

解答 解：由Cl₂+H₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2HCl，2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O可知，氯氣與氫氣的體積比是1：1．氧氣與氫氣的體積比是1：2．，設氯氣的氣體為x，則與氯氣反應的氫氣的體積也為x，氧氣的體積為（100mL-x）．與氧氣反應的氫氣的體積為2（100mL-x）．所以，x+2（100mL-x）=150mL 解得：x=50mL，氧氣的體積為100mL-50mL=50mL，所以，混合氣體中Cl₂和O₂的體積之比為50mL：50mL=1：1．假設氯氣和氧氣各1摩爾，則混合氣體的平均摩爾質量為：$\frac{71g+32g}{2mol}$=51.5g/mol，則混合氣體的平均摩爾質量為 51.5g•mol^-1．
故答案為：1：1； 51.5g•mol^-1．

點評 本題考查混合物的計算，根據反應的方程式，找出氯氣與氫氣、氧氣與氫氣反應的體積關系是解答本題的關鍵，題目難度不大．