Question

（1）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體A的密度為1.25g/L，氣體B相對(duì)于氫氣的密度為21，若8.96LA和B的混合氣體的質(zhì)量為13.44g，則混合物中A與B的體積比為

3：2

．
（2）同溫同壓下的SO₂與氦氣，若質(zhì)量相同，兩種氣體的體積比為

1：16

；若體積相同時(shí)，兩種氣體的質(zhì)量比為

16：1

．
（3）將炭粉與wg氧氣置于密閉容器中，經(jīng)高溫充分反應(yīng)后，恢復(fù)到初始溫度，測(cè)得反應(yīng)前后壓強(qiáng)分別為P_o、P．已知：P=nP_o，加入炭粉質(zhì)量xg與n的變化關(guān)系如圖．
①n的最小值為

1

，此時(shí)x的取值范圍為

0＜x≤

3

8

w

g．②n的最大值為

2

，此時(shí)x的取值范圍為

x≥

3

4

w

g．③若實(shí)驗(yàn)測(cè)得n值為a，則容器內(nèi)CO₂和CO的體積比為

（2-a）：2（a-1）

．

Answer 1

分析：（1）計(jì)算A、B的摩爾質(zhì)量，令A(yù)、B的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量、體積之和列方程計(jì)算；
（2）同溫同壓下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)n=

m

M

可知，質(zhì)量相等，體積之比與摩爾質(zhì)量成反比；根據(jù)m=nM可知，條件下相同，質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比；
（3）發(fā)生反應(yīng)C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂時(shí)，氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)前后壓強(qiáng)不變；發(fā)生反應(yīng)2C+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO時(shí)，氣體物質(zhì)的量增大，壓強(qiáng)增大，故生成只是二氧化碳時(shí)n的值最小，生成CO且氧氣恰好反應(yīng)時(shí)n的值最大，根據(jù)方程式計(jì)算C的質(zhì)量取值范圍，由圖可知③中碳與氧氣都反應(yīng)完畢，根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)算氣體物質(zhì)的量變化，再利用差量法計(jì)算解答．

解答：解：（1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體A的密度為1.25g/L，則M（A）=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol，氣體B相對(duì)于氫氣的密度為21，則M（B）=21×2g/mol=42g/mol，
令A(yù)、B的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：

x+y= 8.96 22.4 28x+42y=13.44

，
解得：x=0.24、y=0.16，
相同條件下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，故混合物中A與B的體積比為0.24mol：0.16mol=3：2，
故答案為：3：2；
（2）同溫同壓下的SO₂與氦氣，若質(zhì)量相同，體積之比等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)n=

m

M

可知，兩種氣體的體積比與摩爾質(zhì)量成反比為4g/mol：64g/mol=1：6，根據(jù)m=nM可知，條件下相同，兩種氣體的質(zhì)量之比等于摩爾質(zhì)量之比為64g/mol：4g/mol=16：1，
故答案為：1：16；16：1；
（3）①發(fā)生反應(yīng)C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂時(shí)，n的值最小，氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)前后壓強(qiáng)不變，故n_最小=1，則

xg

12g/mol

≤

wg

32g/mol

，整理得x≤

3

8

w，即0＜x≤

3

8

w，
故答案為：0＜x≤

3

8

w；
②發(fā)生反應(yīng)2C+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO時(shí)，氣體物質(zhì)的量增大，氧氣完全反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)后CO為氧氣2倍，壓強(qiáng)最大，故n_最大=2，則

xg

12g/mol

≥2×

wg

32g/mol

，整理得x≥

3

4

w，
故答案為：x≥

3

4

w；
③由圖可知1＜n＜2，兩個(gè)反應(yīng)都進(jìn)行，反應(yīng)物沒(méi)有剩余，反應(yīng)后混合氣體物質(zhì)的量為a×

wg

32g/mol

，故氣體物質(zhì)的量增大量為a×

wg

32g/mol

-

wg

32g/mol

=

w(a-1)

32

mol，則：
2C+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO   氣體物質(zhì)的量增大
   1      2         2-1=1
         n（CO）   

w(a-1)

32

mol
故n（CO）=2×

w(a-1)

32

mol=

w(a-1)

16

mol，n（CO₂）=a×

wg

32g/mol

-

w(a-1)

16

mol=

(2-a)w

32

mol，
故容器內(nèi)CO₂和CO的體積比=

(2-a)w

32

mol：

w(a-1)

16

mol=（2-a）：2（a-1），
故答案為：（2-a）：2（a-1）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，（3）中注意根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行解答，明確生成二氧化碳導(dǎo)致壓強(qiáng)增大是關(guān)鍵，注意差量法的利用，題目計(jì)算量較大，屬于字母討論型計(jì)算，為易錯(cuò)題目，難度中等．