Question

(1)在一定温度和压强下，1体积X₂(g)和3体积Y₂(g)化合生成2体积Z(g)，则Z气体的化学式是________。

(2)在同温、同压下，实验测得CO、N₂和O₂三种气体的混合气体的密度是H₂的14.5倍，其中O₂的质量分数为________。若其中CO和N₂的物质的量之比为1∶1，则混合气体中氧元素的质量分数为________。

(3)相同条件下，某Cl₂与O₂混合气体100 mL恰好与150 mL H₂化合生成HCl和H₂O，则混合气体中Cl₂与O₂的体积比为________，混合气体的平均相对分子质量为________。

(4)现有m g某气体，它的摩尔质量为M g·mol^－1，则

①该气体溶于1 L水中(不考虑反应)，其溶液中溶质的质量分数为________。

②该气体溶于水后形成V L溶液，其溶液的物质的量浓度为______ mol·L^－1。

Answer

(1)XY3 (2)27.6% 48.3% (3)1∶1 51.5

(4)①×100% ②

【解析】(1)根据阿伏加德罗定律可写出化学方程式：X2＋3Y2=2Z，再根据质量守恒定律，可得Z的化学式应为XY3。

(2)三种气体的平均相对分子质量为14.5×2＝29，因CO与N2的相对分子质量相同，求算平均相对分子质量时可一并考虑，设O2的物质的量分数为x，则CO和N2的物质的量分数为(1－x)，因此有：32x＋28(1－x)＝29，解得x＝0.25。O2的质量分数为×100%＝27.6%。

若CO和N2的物质的量之比为1∶1，设混合气体为1 mol，则混合气体中氧的物质的量为：0.25 mol×2＋(0.75 mol÷2)×1＝0.875 mol，氧元素的质量分数为×100%＝48.3%。

(3)设Cl2的体积为x mL，则O2的体积为(100－x)mL。

根据反应H2＋Cl2 2HCl、2H2＋O22H2O知，反应中消耗的H2为：xmL＋2(100－x)mL＝150 mL，解得x＝50 mL。因此n(Cl2)∶n(O2)＝1∶1。体积百分含量各占50%。混合气体的平均相对分子质量为：71×50%＋32×50%＝51.5。

(4)①1 L水的质量是1 000 g。m g该气体溶于1 L水中，所得溶液中溶质的质量分数是：w＝×100%＝×100%。

②V(aq)＝V L，则c＝mol·L－1。