Question

今有CH₄、HCHO、O₂三種成分的混合氣體，同溫同壓下與乙烷氣體的密度相同。問：
(1)混合氣體中CH₄和O₂的物質(zhì)的量之比為多少？
(2)若某條件下水為氣態(tài)，氣體的摩爾體積為50 L·mol^-1，在該條件下點燃混合氣體，混合氣恰好完全燃燒，共生成CO₂ 13.2 g，求原混合氣體中氧氣的物質(zhì)的量和生成的混合氣體在該條件下的密度。

Answer 1

(1)混合氣中n（CH₄）∶n（O₂）=1∶7，
(2)原混合氣中含O₂ 0.35 mol。

(1)CH₄、HCHO、O₂三種氣體的相對分子質(zhì)量分別為16、30、32，而混合氣的平均相對分子質(zhì)量即為C₂H₆的相對分子質(zhì)量30。正巧與HCHO的相對分子質(zhì)量相同。故CH₄和O₂組成氣體的平均相對分子質(zhì)量必須為30，用十字交叉法求出其物質(zhì)的量比。

O₂：     32      14
即n（CH₄）∶n（O₂）="1∶" 7
(2)n（CO₂）=="0.3" mol
設(shè)原有CH₄ x mol，則n(HCHO)="(0.3-x)" mol，n(O₂)="7x" mol
CH₄完全燃燒時：CH₄—2O₂
x    2x
HCHO完全燃燒時：HCHO —O₂
0.3-x     0.3-x
2x+0.3-x="7x"    x="0.05" (mol)
n(O₂)="7x=0.35" mol
又CH₄、HCHO燃燒前后Δn=0（H₂O為氣態(tài)），反應(yīng)前后平均分子量不變。
又因為=30， 而=50·ρ
所以ρ=="0.6" g·L^-1